JP5615252B2 - Appearance inspection device - Google Patents

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Description

本発明は、基板の表面に形成されたパターンを検査する外観検査装置に関する。   The present invention relates to an appearance inspection apparatus that inspects a pattern formed on a surface of a substrate.

従来、基板の表面に形成されたパターンを、外観検査装置を用いて検査することが知られている。このような外観検査装置では、基本的に、予め良品としての見本パターンを用意し、検査対象物とする基板の検査対象パターンと見本パターンとを比較することにより、その検査対象パターン(その基板)が良品か否かを検査する。ここで、基板に形成される検査対象パターンでは、形成される位置や色むら等が異なっていても性能上問題とはならない場合がある。このような検査対象パターンに対しては、見本パターンとの比較の際の検出感度を下げることが考えられるが、検査精度を確保することは困難である。   Conventionally, it is known to inspect a pattern formed on the surface of a substrate using an appearance inspection apparatus. In such an appearance inspection apparatus, basically, a sample pattern as a non-defective product is prepared in advance, and the inspection target pattern (the substrate) is compared with the inspection target pattern of the substrate to be inspected. Inspect whether or not is a good product. Here, in the inspection target pattern formed on the substrate, there may be no problem in performance even if the position where the pattern is formed and the color unevenness are different. For such a pattern to be inspected, it is conceivable to lower the detection sensitivity when compared with the sample pattern, but it is difficult to ensure the inspection accuracy.

このため、良品率が所定の値よりも低くなった場合、検査対象となる複数の基板の検査対象パターンに基づいて新たな見本パターンを作成するとともにピッチ検査を同時に行い、そのパターン検査の結果とピッチ検査の結果との比較に基づいて検査対象となる複数の基板の検査対象パターンにおける同じ欠陥の検出を可能とすべく検出感度を設定する外観検査装置が考えられている(例えば、特許文献1参照)。この外観検査装置では、検査の作業効率を確保しつつ良品率の低下を防止することができる。   For this reason, when the yield rate is lower than a predetermined value, a new sample pattern is created based on the inspection target patterns of a plurality of substrates to be inspected, and the pitch inspection is performed simultaneously. An appearance inspection apparatus that sets detection sensitivity so as to enable detection of the same defect in inspection target patterns of a plurality of substrates to be inspected based on comparison with the results of pitch inspection has been considered (for example, Patent Document 1). reference). With this appearance inspection apparatus, it is possible to prevent a reduction in the yield rate while ensuring the work efficiency of the inspection.

特開2010−117132号公報JP 2010-117132 A

しかしながら、検査対象パターンでは、性能上問題とはならない範囲であっても、形成される位置や色むら等が異なるとともに、その異なり方に一定の傾向が見られない(ばらつきがある)場合がある。このため、上記した従来の外観検査装置では、このような検査対象パターンに対しては検査精度を確保することは困難である。   However, in the pattern to be inspected, even in a range that does not cause a problem in performance, the formed position and color unevenness are different, and there is a case where a certain tendency is not seen (there is variation) in the difference. . For this reason, in the above-described conventional visual inspection apparatus, it is difficult to ensure inspection accuracy for such an inspection target pattern.

本発明は、上記の事情に鑑みて為されたもので、その目的は、性能上問題とはならない範囲において、形成される位置や色むら等が異なるとともに、その異なり方に一定の傾向が見られない(ばらつきがある)検査対象パターンに対しても、検査精度を確保することのできる外観検査装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and its purpose is that the position and color unevenness to be formed are different within a range that does not cause a problem in performance, and a certain tendency is seen in the difference. An object of the present invention is to provide an appearance inspection apparatus that can ensure inspection accuracy even for a pattern to be inspected (which has variations).

請求項1に記載の発明は、検査対象物の検査対象パターンの画像を取得する観察機構と、該観察機構で取得した画像データを予め用意した見本パターンを用いて解析し前記検査対象物の良否を判断する画像処理部と、を備える外観検査装置であって、前記画像処理部は、解析処理として、前記見本パターンの境界線に沿う複数の区画領域毎に、前記見本パターンでの境界線に直交する境界座標方向で見た前記検査対象パターンの境界線の平均値である平均境界画像を生成し、該平均境界画像と前記見本パターンとの適合率が許容範囲内であるか否かを判断する項目と、前記平均境界画像から生成した基準境界画像と前記検査対象パターンとの差分を求めることで欠陥候補を抽出し、該欠陥候補が許容範囲内であるか否かを判断する項目と、を実行する前記検査対象パターンの境界検査処理を行うことを特徴とする外観検査装置。   According to the first aspect of the present invention, an inspection mechanism that acquires an image of an inspection target pattern of an inspection target, and image data acquired by the observation mechanism are analyzed using a sample pattern prepared in advance, and the quality of the inspection target is determined. And an image processing unit that determines the boundary line in the sample pattern for each of a plurality of partition regions along the boundary line of the sample pattern as an analysis process. An average boundary image that is an average value of the boundary lines of the inspection target pattern viewed in the orthogonal boundary coordinate directions is generated, and it is determined whether or not the matching ratio between the average boundary image and the sample pattern is within an allowable range. And an item for extracting a defect candidate by obtaining a difference between the reference boundary image generated from the average boundary image and the inspection target pattern, and determining whether the defect candidate is within an allowable range; The Appearance inspection apparatus and performs a boundary test process of said object pattern row.

請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の外観検査装置であって、前記画像処理部は、前記見本パターンを含みつつ該見本パターンよりも大きな領域に設定した検索領域内の各画素のうち、前記見本パターンの色重心に近い画素を抽出し、その色抽出した画素群に前記見本パターンの内方において該見本パターンよりも小さな領域として設定した確定領域を当てはめ、該確定領域の内方に該確定領域に相当する箇所の前記見本パターンとしての画像データを適用して抽出パターンを生成し、該抽出パターンを前記検査対象パターンの解析処理に用いることを特徴とする。   A second aspect of the present invention is the appearance inspection apparatus according to the first aspect, wherein the image processing unit includes each pixel in a search area including the sample pattern and set to an area larger than the sample pattern. A pixel close to the color centroid of the sample pattern is extracted, and a fixed region set as a region smaller than the sample pattern is applied to the inside of the sample pattern to the color-extracted pixel group. On the other hand, an extraction pattern is generated by applying image data as the sample pattern at a location corresponding to the determined region, and the extraction pattern is used for the analysis process of the inspection target pattern.

請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の外観検査装置であって、前記画像処理部は、解析処理として、前記抽出パターンの総面積が許容範囲内であるか否かを判断する項目と、前記抽出パターンの周囲長が許容範囲内であるか否かを判断する項目と、前記抽出パターンの縦寸法が許容範囲内であるか否かを判断する項目と、前記抽出パターンの横寸法が許容範囲内であるか否かを判断する項目と、前記抽出パターンと前記見本パターンとの異なる度合いを示す相関値が許容範囲内であるか否かを判断する項目と、を実行する前記検査対象パターンの形状検査処理を行うことを特徴とする。   A third aspect of the present invention is the appearance inspection apparatus according to the second aspect, wherein the image processing unit determines whether or not the total area of the extracted patterns is within an allowable range as an analysis process. An item for determining whether the perimeter of the extraction pattern is within an allowable range, an item for determining whether the vertical dimension of the extraction pattern is within an allowable range, An item for determining whether or not a dimension is within an allowable range, and an item for determining whether or not a correlation value indicating a degree of difference between the extracted pattern and the sample pattern is within an allowable range. It is characterized in that a shape inspection process of the inspection target pattern is performed.

請求項4に記載の発明は、請求項2または請求項3に記載の外観検査装置であって、前記画像処理部は、解析処理として、前記抽出パターンの輝度のヒストグラムの偏差が許容範囲内であるか否かを判断する項目と、前記抽出パターンの画像データを微分処理し、その微分値の総和を該抽出パターンの画素数で除算することにより算出した荒れ評価値が許容範囲内であるか否かを判断する項目と、を実行する前記検査対象パターンの色味検査処理を行うことを特徴とする。   A fourth aspect of the present invention is the appearance inspection apparatus according to the second or third aspect, wherein the image processing unit includes, as an analysis process, a deviation of a luminance histogram of the extracted pattern within an allowable range. Whether or not the roughness evaluation value calculated by differentiating the image data of the extracted pattern and the item for determining whether or not there is, and dividing the sum of the differential values by the number of pixels of the extracted pattern is within an allowable range And a color inspection process for the inspection target pattern to be executed.

本発明の外観検査装置によれば、区画領域単位で見て大きなずれがなくかつ大きな凹凸(欠陥)がなければ境界検査で問題がないものと判断するので、見本パターンの境界線(外郭)とは異なる形状であったり、見本パターンとは異なる位置に境界線(外郭)が形成されていたり、見本パターンにはない凹凸(欠陥)が形成されていたりする場合であっても、良品と判断することができる。   According to the appearance inspection apparatus of the present invention, it is determined that there is no problem in the boundary inspection unless there is a large deviation and there is no large unevenness (defect) when viewed in units of divided areas. Is judged to be a non-defective product even if it has a different shape, a boundary line (outer) is formed at a position different from the sample pattern, or irregularities (defects) that are not in the sample pattern are formed. be able to.

また、各許容範囲を適宜設定することで、見本パターンに対する境界線(外郭)のずれにおける問題とする大きさや見本パターンにはない凹凸(欠陥)における問題とする大きさを適切に設定することができ、区画領域単位で見て大きなずれがあったり大きな凹凸(欠陥)があったりすれば境界検査で問題があるものと判断するので、検査精度を確保することができる。   In addition, by appropriately setting each allowable range, it is possible to appropriately set the size of the problem in the deviation of the boundary line (outside) with respect to the sample pattern and the size of the problem in the unevenness (defect) that does not exist in the sample pattern. If there is a large shift or a large unevenness (defect) when viewed in units of divided areas, it is determined that there is a problem in the boundary inspection, so that the inspection accuracy can be ensured.

このため、性能上問題とはならない範囲において、形成される位置や色むら等が異なるとともに、その異なり方に一定の傾向が見られない(ばらつきがある)検査対象パターンに対しても、検査精度を確保することができる。   For this reason, within the range that does not pose a problem in performance, the position to be formed, color unevenness, etc. are different, and even if there is a certain tendency (difference) in the difference, inspection accuracy Can be secured.

上記した構成に加えて、前記画像処理部は、前記見本パターンを含みつつ該見本パターンよりも大きな領域に設定した検索領域内の各画素のうち、前記見本パターンの色重心に近い画素を抽出し、その色抽出した画素群に前記見本パターンの内方において該見本パターンよりも小さな領域として設定した確定領域を当てはめ、該確定領域の内方に該確定領域に相当する箇所の前記見本パターンとしての画像データを適用して抽出パターンを生成し、該抽出パターンを前記検査対象パターンの解析処理に用いることとすると、検査対象物の検査対象パターンが見本パターンからはみ出す形状であっても、各検査(形状、色味および境界)の対象とすることができ、検査に必要な外形形状のみを表す抽出パターンを生成することができ、より簡易にかつ適切に各検査(形状、色味および境界)を行うことができる。   In addition to the above-described configuration, the image processing unit extracts pixels close to the color centroid of the sample pattern from among the pixels in the search area that includes the sample pattern and is set to an area larger than the sample pattern. Then, a fixed region set as a region smaller than the sample pattern is applied to the inside of the sample pattern to the color-extracted pixel group, and the sample pattern of the portion corresponding to the fixed region is located inside the fixed region. When an extraction pattern is generated by applying image data, and the extraction pattern is used for the analysis process of the inspection target pattern, each inspection ( Shape, color, and boundary), and it is possible to generate an extraction pattern that represents only the outer shape necessary for inspection, making it simpler And it can be appropriately each test (shape, color and border).

上記した構成に加えて、前記画像処理部は、解析処理として、前記抽出パターンの総面積が許容範囲内であるか否かを判断する項目と、前記抽出パターンの周囲長が許容範囲内であるか否かを判断する項目と、前記抽出パターンの縦寸法が許容範囲内であるか否かを判断する項目と、前記抽出パターンの横寸法が許容範囲内であるか否かを判断する項目と、前記抽出パターンと前記見本パターンとの異なる度合いを示す相関値が許容範囲内であるか否かを判断する項目と、を実行する前記検査対象パターンの形状検査処理を行うこととすると、ある程度似ていれば問題がないものと判断するので、見本パターンとは異なる形状であったり、見本パターンとは異なる大きさであったり、見本パターンとは異なる位置に形成されていたり、見本パターンにはない凹凸(欠陥)が形成されていたりする場合であっても、良品と判断することができる。   In addition to the configuration described above, the image processing unit, as an analysis process, determines whether or not the total area of the extracted pattern is within an allowable range, and the perimeter of the extracted pattern is within the allowable range. An item for determining whether the vertical dimension of the extraction pattern is within an allowable range, an item for determining whether the horizontal dimension of the extraction pattern is within an allowable range, If the shape inspection process of the inspection target pattern is executed, the item for determining whether or not the correlation value indicating the degree of difference between the extracted pattern and the sample pattern is within an allowable range is somewhat similar. If there is no problem, the shape is different from the sample pattern, is different in size from the sample pattern, is formed at a different position from the sample pattern, Even when they happen to be formed over not in the emission irregularities (defects), it can be determined as a good product.

上記した構成に加えて、前記画像処理部は、解析処理として、前記抽出パターンの輝度のヒストグラムの偏差が許容範囲内であるか否かを判断する項目と、前記抽出パターンの画像データを微分処理し、その微分値の総和を該抽出パターンの画素数で除算することにより算出した荒れ評価値が許容範囲内であるか否かを判断する項目と、を実行する前記検査対象パターンの色味検査処理を行うこととすると、全体としての色味がある程度似ていて極端に色が変化する箇所がなければ問題がないものと判断するので、見本パターンとは異なる色であったり、見本パターンとは異なる配色であったりする場合であっても、良品と判断することができる。   In addition to the above-described configuration, the image processing unit performs, as analysis processing, an item for determining whether or not the deviation of the histogram of the luminance of the extracted pattern is within an allowable range, and differential processing of the image data of the extracted pattern And determining whether or not the rough evaluation value calculated by dividing the sum of the differential values by the number of pixels of the extracted pattern is within an allowable range. If processing is performed, it is judged that there is no problem if there is no part where the color tone is similar to the whole and the color changes extremely, so the color is different from the sample pattern or the sample pattern Even if it is a different color scheme, it can be determined as a non-defective product.

本願発明に係る検査装置の一例としての外観検査装置10の構成を模式的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows typically the structure of the external appearance inspection apparatus 10 as an example of the inspection apparatus which concerns on this invention. 検査対象としてのウェハ15を模式的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows typically the wafer 15 as a test object. 検査対象物としての半導体素子16(その検査対象パターンPo)の一例を模式的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows typically an example of the semiconductor element 16 (its test object pattern Po) as a test object. 実施例1の見本パターンPm(その画像データ)を模式的に示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram schematically showing a sample pattern Pm (its image data) in Example 1. 見本パターンPmから検索領域Arと確定領域Afとを作成する様子を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows a mode that the search area | region Ar and the determination area | region Af are produced from the sample pattern Pm. 画像処理部32における検査対象パターンPoの抽出処理の内容の一例を示すフローチャートである。6 is a flowchart illustrating an example of the content of an inspection target pattern Po extraction process in the image processing unit 32; 観察位置にある半導体素子16(その画像データ)に検索領域Arを設定した様子を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows a mode that the search area | region Ar was set to the semiconductor element 16 (the image data) in an observation position. 色抽出した画素群(検査対象パターンPo)に確定領域Afにおける見本パターンPmのデータを重畳させた様子を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows a mode that the data of the sample pattern Pm in the definite area | region Af were superimposed on the pixel group (inspection target pattern Po) which carried out color extraction. 画像処理部32における検査対象パターンPoの形状検査処理の内容の一例を示すフローチャートである。6 is a flowchart illustrating an example of the content of a shape inspection process of an inspection target pattern Po in an image processing unit 32. 画像処理部32における検査対象パターンPoの色味検査処理の内容の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the content of the color inspection process of the test target pattern Po in the image process part 32. FIG. ヒストグラムの偏差Hdを示すグラフであり、抽出パターンPaの画像データにおけるValue(明度)を横軸とし、各Value(明度)における度数(頻度)を縦軸として示している。It is a graph which shows the deviation Hd of a histogram, The value (lightness) in the image data of the extraction pattern Pa is shown on a horizontal axis, and the frequency (frequency) in each Value (lightness) is shown on the vertical axis | shaft. 画像処理部32における検査対象パターンPoの境界検査処理の内容の一例を示すフローチャートである。5 is a flowchart illustrating an example of the content of a boundary inspection process for an inspection target pattern Po in an image processing unit 32. 区画領域Dnにおける境界座標方向Yと走査の様子とを示す説明図であり、(a)は区画領域D2での様子を示し、(b)は区画領域D5での様子を示している。It is explanatory drawing which shows the boundary coordinate direction Y in the division area Dn, and the mode of a scan, (a) shows the mode in the division area D2, (b) has shown the mode in the division area D5. 区画領域D2を例にして抽出パターンPaの平均境界画像Ibを生成する様子を説明するために見本パターンPmの境界線(外郭)を境界座標方向Yの原点として示す説明図であり、(a)は抽出パターンPaの境界線(その画像データ)に見本パターンPmの境界線を重ねて模式的に示し、(b)は平均境界画像Ibを模式的に示している。FIG. 6 is an explanatory diagram showing a boundary line (outer shape) of a sample pattern Pm as an origin in a boundary coordinate direction Y in order to explain a state in which an average boundary image Ib of an extraction pattern Pa is generated using a partition area D2 as an example; Is schematically shown by superimposing the boundary line of the sample pattern Pm on the boundary line (its image data) of the extracted pattern Pa, and (b) schematically shows the average boundary image Ib. 見本パターンPmの境界線(外郭)を境界座標方向Yの原点として、平均境界画像Ibから生成した基準境界画像Bbを示す説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram showing a reference boundary image Bb generated from an average boundary image Ib with the boundary line (outer contour) of the sample pattern Pm as the origin in the boundary coordinate direction Y. 基準境界画像Bb(その画像データ)と抽出パターンPa(その画像データ)との差分を求めて、欠陥候補Lcを抽出する様子を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows a mode that the difference between reference | standard boundary image Bb (the image data) and extraction pattern Pa (the image data) is calculated | required, and defect candidate Lc is extracted. 全体としての抽出パターンPaの輝度のヒストグラムの偏差Hdが互いに等しい場合であって荒れ評価値Vrが異なる例を示す説明図であり、(a)は抽出パターンPa(検査対象パターンPo)がグラデーション状である場合を示し、(b)は抽出パターンPa(検査対象パターンPo)が斑状である場合を示す。It is explanatory drawing which shows the example where the deviation Hd of the histogram of the brightness | luminance of the extraction pattern Pa as a whole is mutually equal, and the roughness evaluation value Vr differs, (a) is extraction pattern Pa (inspection target pattern Po) gradation form. (B) shows a case where the extraction pattern Pa (inspection target pattern Po) is patchy.

以下に、本願発明に係る外観検査装置の発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。   Embodiments of an appearance inspection apparatus according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

先ず、本願発明に係る外観検査装置の一実施例の外観検査装置10の概略的な構成について説明する。図1は、本願発明に係る検査装置の一例としての外観検査装置10の構成を模式的に示す説明図である。図2は、検査対象としてのウェハ15を模式的に示す説明図である。図3は、検査対象物としての半導体素子16(その検査対象パターンPo)の一例を模式的に示す説明図である。   First, a schematic configuration of an appearance inspection apparatus 10 according to an embodiment of the appearance inspection apparatus according to the present invention will be described. FIG. 1 is an explanatory view schematically showing a configuration of an appearance inspection apparatus 10 as an example of an inspection apparatus according to the present invention. FIG. 2 is an explanatory diagram schematically showing a wafer 15 as an inspection target. FIG. 3 is an explanatory diagram schematically showing an example of the semiconductor element 16 (its inspection target pattern Po) as an inspection target.

外観検査装置10は、図1に示すように、観察機構11と、照明機構12と、作動保持機構13と、制御機構14と、から大略構成されている。この外観検査装置10は、基本的に、作動保持機構13で検査対象としてのウェハ15を保持し、そのウェハ15を照明機構12で照明しつつ観察機構11で観察するものである。   As shown in FIG. 1, the appearance inspection apparatus 10 is generally configured by an observation mechanism 11, an illumination mechanism 12, an operation holding mechanism 13, and a control mechanism 14. This appearance inspection apparatus 10 basically holds a wafer 15 to be inspected by an operation holding mechanism 13 and observes the wafer 15 by an observation mechanism 11 while illuminating the wafer 15 by an illumination mechanism 12.

そのウェハ15では、図2に示すように、整列して複数の半導体素子16が形成される。その各半導体素子16は、図3に示すように、図示を略す露光装置等によりパターン(検査対象パターンPo)が形成されて構成される。なお、本実施例の各半導体素子16では、パターン(検査対象パターンPo)の外方に2つのアライメントマークAmが設けられている。この各半導体素子16におけるパターンが適切に形成されているか否かを検査するために、外観検査装置10(図1参照)が用いられる。このため、各半導体素子16におけるパターンが検査対象物としての検査対象パターンPoとなる。   On the wafer 15, a plurality of semiconductor elements 16 are formed in alignment as shown in FIG. As shown in FIG. 3, each of the semiconductor elements 16 is configured by forming a pattern (inspection target pattern Po) with an exposure apparatus (not shown). In each semiconductor element 16 of the present embodiment, two alignment marks Am are provided outside the pattern (inspection target pattern Po). In order to inspect whether or not the pattern in each semiconductor element 16 is appropriately formed, the appearance inspection apparatus 10 (see FIG. 1) is used. For this reason, the pattern in each semiconductor element 16 becomes the inspection object pattern Po as the inspection object.

その外観検査装置10の観察機構11は、図1に示すように、対物レンズ鏡筒21と、そこに取り付けられた撮像カメラ22と、を有する。対物レンズ鏡筒21には、図示は略すが、リレーレンズやレボルバー式のターレット部が設けられており、そのターレット部により複数の対物レンズを切り替えて設定することが可能とされている。この対物レンズ鏡筒21の上部に撮像カメラ22が取り付けられている。この撮像カメラ22は、対物レンズ鏡筒21で設定された対物レンズにより定まる倍率にしたがって、当該対物レンズ鏡筒21(対物レンズおよびリレーレンズ)を経て、その光軸(観察光軸Oa)上の所定の位置の画像データを取得することができる。このため、撮像カメラ22および対物レンズ鏡筒21は、観察機構11における観察光学系として機能し、その光軸が観察光軸Oaとなる。この観察光軸Oa上における撮像カメラ22が適切な画像を取得可能な位置すなわち観察光学系における焦点位置を含み当該観察光軸Oaに直交する平面(物体側の結像面)が観察面Fpとなる。以下では、観察光軸Oaの方向をZ軸方向とし、そこに直交する面をX−Y平面とする。この撮像カメラ22により取得された画像データは、制御機構14(その後述する演算制御部26)により表示部34に表示可能とされているとともに、後述する画像処理部32により適宜解析される。   As shown in FIG. 1, the observation mechanism 11 of the appearance inspection apparatus 10 includes an objective lens barrel 21 and an imaging camera 22 attached thereto. Although not shown, the objective lens barrel 21 is provided with a relay lens and a revolver type turret, and a plurality of objective lenses can be switched and set by the turret. An imaging camera 22 is attached to the upper part of the objective lens barrel 21. The imaging camera 22 passes through the objective lens barrel 21 (objective lens and relay lens) according to the magnification determined by the objective lens set in the objective lens barrel 21, and on the optical axis (observation optical axis Oa). Image data at a predetermined position can be acquired. For this reason, the imaging camera 22 and the objective lens barrel 21 function as an observation optical system in the observation mechanism 11, and the optical axis thereof becomes the observation optical axis Oa. A plane (object-side imaging plane) that includes the position at which the imaging camera 22 can acquire an appropriate image on the observation optical axis Oa, that is, the focal position in the observation optical system and is orthogonal to the observation optical axis Oa is the observation plane Fp Become. In the following, the direction of the observation optical axis Oa is the Z-axis direction, and the plane orthogonal to the direction is the XY plane. The image data acquired by the imaging camera 22 can be displayed on the display unit 34 by the control mechanism 14 (the operation control unit 26 described later) and is appropriately analyzed by the image processing unit 32 described later.

外観検査装置10では、観察機構11による検査対象(ウェハ15)の観察を適切なものとすべく照明機構12が設けられている。その照明機構12は、照明部23を有する。その照明部23は、図示を略す発光部を有し、その発光部が後述する照明駆動部28の制御下で適宜点消灯制御される。照明部23は、その発光部から出射した照射光で、観察光軸Oaに対して傾斜する方向で観察面Fp上を照明することが可能とされている。   In the appearance inspection apparatus 10, an illumination mechanism 12 is provided to appropriately observe the inspection object (wafer 15) by the observation mechanism 11. The illumination mechanism 12 has an illumination unit 23. The illumination unit 23 has a light emitting unit (not shown), and the light emitting unit is appropriately controlled to be turned on and off under the control of an illumination driving unit 28 described later. The illumination unit 23 can illuminate the observation surface Fp with the irradiation light emitted from the light emitting unit in a direction inclined with respect to the observation optical axis Oa.

この対物レンズ鏡筒21および照明部23の下方に、作動保持機構13が設けられている。この作動保持機構13は、保持ステージ24と作動部25とを備える。この保持ステージ24は、全体に円板形状を呈し、上端面が観察光軸Oaに直交する面に沿って存在する載置面24aとされている。この保持ステージ24では、載置面24aに載置された検査対象(本実施例ではウェハ15)を、後述する作動保持駆動部29の制御下で保持することができる。その保持ステージ24における保持は、載置面24a上におけるアライメントのための検査対象(ウェハ15)の移動の際、位置ずれを起こすことなく載置面24aに固定するものであれば、図示は略すが載置面24aへの吸着であってもよく、進退自在とされた爪で載置面24aに押さえつけるものであってもよい。本実施例では、保持ステージ24では、図示を略す吸引装置の駆動により、載置面24aに吸着させて検査対象(ウェハ15)を保持する。これにより、検査対象(ウェハ15)は、観察面Fp上に配置される。この保持ステージ24は、作動部25上に設けられている。   An operation holding mechanism 13 is provided below the objective lens barrel 21 and the illumination unit 23. The operation holding mechanism 13 includes a holding stage 24 and an operation unit 25. The holding stage 24 has a disk shape as a whole, and has an upper end surface as a mounting surface 24a that exists along a plane orthogonal to the observation optical axis Oa. The holding stage 24 can hold the inspection target (wafer 15 in this embodiment) placed on the placement surface 24a under the control of an operation holding drive unit 29 described later. The holding on the holding stage 24 is omitted if it is fixed to the mounting surface 24a without causing a positional shift when the inspection object (wafer 15) for alignment on the mounting surface 24a is moved. May be adsorbed onto the mounting surface 24a, or may be pressed against the mounting surface 24a with a claw that can be moved forward and backward. In the present embodiment, the holding stage 24 holds the inspection object (wafer 15) by being attracted to the mounting surface 24a by driving a suction device (not shown). Thereby, the inspection object (wafer 15) is arranged on the observation surface Fp. The holding stage 24 is provided on the operating unit 25.

その作動部25は、保持ステージ24(その載置面24a)を、X軸方向に移動させることができるとともにY軸方向に移動させることができ、かつZ軸方向に移動させることが可能とされている。また、作動部25は、保持ステージ24(その載置面24a)を、Z軸回りに回転させることができるとともに、載置面24aのZ軸方向に対する傾斜を調整することが可能とされている。この作動部25は、後述する作動保持駆動部29の制御下で保持ステージ24(その載置面24a)を適宜移動させることができる。   The operating unit 25 can move the holding stage 24 (the mounting surface 24a) in the X-axis direction, move it in the Y-axis direction, and move it in the Z-axis direction. ing. In addition, the operating unit 25 can rotate the holding stage 24 (its mounting surface 24a) about the Z axis and can adjust the inclination of the mounting surface 24a with respect to the Z axis direction. . The operation unit 25 can appropriately move the holding stage 24 (the mounting surface 24a) under the control of an operation holding drive unit 29 described later.

このため、保持ステージ24は、後述する作動保持駆動部29の制御下で作動部25が駆動されることにより、載置面24a上で保持した検査対象(ウェハ15)を、観察光軸Oaに直交する面に沿って移動させることができ、観察光軸Oaに直交する面上で回転させることができ、観察光軸Oaに対する傾斜を調整することができる。このことから、作動保持機構13は、観察光軸Oaに対する検査対象(ウェハ15)の位置および姿勢の調整(アライメント)を行うことができる。   For this reason, the holding stage 24 drives the operation unit 25 under the control of an operation holding drive unit 29 described later, whereby the inspection object (wafer 15) held on the mounting surface 24a is placed on the observation optical axis Oa. It can be moved along a plane that is orthogonal, can be rotated on a plane that is orthogonal to the observation optical axis Oa, and the inclination with respect to the observation optical axis Oa can be adjusted. Thus, the operation holding mechanism 13 can adjust (alignment) the position and orientation of the inspection target (wafer 15) with respect to the observation optical axis Oa.

この外観検査装置10では、上述したように構成された観察機構11の対物レンズ鏡筒21および撮像カメラ22と、照明機構12の照明部23と、作動保持機構13の保持ステージ24および作動部25が、制御機構14の制御下で統括的に制御される。この制御機構14は、演算制御部26と、観察駆動部27と、照明駆動部28と、作動保持駆動部29と、記憶部31と、画像処理部32と、を有している。   In the appearance inspection apparatus 10, the objective lens barrel 21 and the imaging camera 22 of the observation mechanism 11 configured as described above, the illumination unit 23 of the illumination mechanism 12, the holding stage 24 and the operation unit 25 of the operation holding mechanism 13. Are controlled under the control of the control mechanism 14. The control mechanism 14 includes an arithmetic control unit 26, an observation drive unit 27, an illumination drive unit 28, an operation holding drive unit 29, a storage unit 31, and an image processing unit 32.

その演算制御部26は、制御機構14における制御すなわち外観検査装置10の動作を統括的に制御する。演算制御部26は、操作部33に為された操作に基づき外観検査装置10の各部を適宜駆動させるとともに、撮像カメラ22で取得した画像データに基づく映像を表示部34に適宜表示させる。また、演算制御部26は、観察駆動部27から出力された画像データを記憶部31に格納するとともに、その記憶部31から適宜画像データを取り出すことができる。   The arithmetic control unit 26 comprehensively controls the control in the control mechanism 14, that is, the operation of the appearance inspection apparatus 10. The arithmetic control unit 26 appropriately drives each unit of the appearance inspection apparatus 10 based on an operation performed on the operation unit 33 and causes the display unit 34 to appropriately display a video based on the image data acquired by the imaging camera 22. In addition, the arithmetic control unit 26 can store the image data output from the observation driving unit 27 in the storage unit 31 and appropriately extract the image data from the storage unit 31.

観察駆動部27は、対物レンズ鏡筒21におけるピント調整や倍率変換等の動作の制御と、撮像カメラ22における画像データの取得や取得した画像データの出力等の動作の制御と、を行う。このため、観察駆動部27は、対物レンズ鏡筒21および撮像カメラ22との協働により観察機構11を構成している。その観察機構11は、観察駆動部27の制御下で、対物レンズ鏡筒21を経た観察面Fp上の画像を撮像カメラ22で取得することができる。   The observation drive unit 27 controls operations such as focus adjustment and magnification conversion in the objective lens barrel 21 and controls operations such as acquisition of image data and output of the acquired image data in the imaging camera 22. For this reason, the observation drive unit 27 constitutes the observation mechanism 11 in cooperation with the objective lens barrel 21 and the imaging camera 22. The observation mechanism 11 can acquire an image on the observation surface Fp that has passed through the objective lens barrel 21 with the imaging camera 22 under the control of the observation drive unit 27.

照明駆動部28は、照明部23(その発光部(図示せず))の点消灯制御を適宜行う。この照明駆動部28は、照明部23を適宜点消灯させることにより、観察面Fp上を観察用照明または検査用照明で照射することができる。このため、照明駆動部28は、照明部23との協働により照明機構12を構成している。その照明機構12は、照明駆動部28の制御下で、観察機構11による観察面Fp上の画像の取得を補助することができる。   The illumination driving unit 28 appropriately controls turning on / off of the illumination unit 23 (its light emitting unit (not shown)). The illumination drive unit 28 can irradiate the observation surface Fp with observation illumination or inspection illumination by appropriately turning on / off the illumination unit 23. For this reason, the illumination driving unit 28 constitutes the illumination mechanism 12 in cooperation with the illumination unit 23. The illumination mechanism 12 can assist the acquisition of an image on the observation surface Fp by the observation mechanism 11 under the control of the illumination drive unit 28.

作動保持駆動部29は、保持ステージ24および作動部25を適宜駆動制御する。すなわち、作動保持駆動部29は、保持ステージ24の吸引装置(図示せず)を適宜駆動制御することにより、保持ステージ24が検査対象(本実施例ではウェハ15)を吸着保持することと、それを解除することと、を切り替えることができる。また、作動保持駆動部29は、作動部25を適宜駆動制御することにより、保持ステージ24すなわちそこに吸着保持された検査対象(ウェハ15)を、観察光軸Oa(観察光学系)に対して、そこに直交するX−Y平面上で適宜移動させることができるとともに、観察光軸Oa回りに適宜回転させることができ、かつ観察光軸Oaに対する傾斜を調節することができる。これにより、保持ステージ24に吸着保持された検査対象(ウェハ15)における任意の位置の検査対象物(半導体素子16)を検査することが可能となる。このため、作動保持駆動部29は、保持ステージ24および作動部25との協働により作動保持機構13を構成している。その作動保持機構13は、作動保持駆動部29の制御下で、観察機構11による観察面Fp上の画像の適切な取得を可能とすることができる。   The operation holding drive unit 29 controls driving of the holding stage 24 and the operation unit 25 as appropriate. That is, the operation holding drive unit 29 controls the suction device (not shown) of the holding stage 24 as appropriate so that the holding stage 24 sucks and holds the inspection target (wafer 15 in this embodiment), and Can be switched. Further, the operation holding drive unit 29 appropriately controls the operation unit 25 to control the holding stage 24, that is, the inspection object (wafer 15) sucked and held on the observation optical axis Oa (observation optical system). In addition, it can be appropriately moved on the XY plane orthogonal thereto, can be appropriately rotated around the observation optical axis Oa, and the inclination with respect to the observation optical axis Oa can be adjusted. As a result, it is possible to inspect an inspection object (semiconductor element 16) at an arbitrary position on the inspection object (wafer 15) held by suction by the holding stage 24. Therefore, the operation holding drive unit 29 constitutes the operation holding mechanism 13 in cooperation with the holding stage 24 and the operation unit 25. The operation holding mechanism 13 can appropriately acquire an image on the observation surface Fp by the observation mechanism 11 under the control of the operation holding drive unit 29.

画像処理部32は、撮像カメラ22(観察機構11)により取得された画像データを適宜解析する。この解析とは、検査のための画像データの比較や、複数の検査対象物(半導体素子16)の輪郭線を認識することや、観察点におけるフォーカス状態を判断することや、各検査対象物における欠陥を認識することや、各検査対象物に設けられた電極や配線(パターン)等の不備を認識することや、ウェハ15からの各検査対象物(半導体素子16)の切り出し不良を認識すること等があげられる。この画像処理部32の解析処理における検査対象パターンPoが適切に形成されているか否かを判断については、後に詳細に説明する。   The image processing unit 32 appropriately analyzes the image data acquired by the imaging camera 22 (observation mechanism 11). This analysis includes comparison of image data for inspection, recognition of outlines of a plurality of inspection objects (semiconductor elements 16), determination of a focus state at an observation point, Recognizing defects, recognizing defects such as electrodes and wiring (pattern) provided on each inspection object, and recognizing defective cutting of each inspection object (semiconductor element 16) from the wafer 15 Etc. The determination as to whether or not the inspection target pattern Po in the analysis processing of the image processing unit 32 is appropriately formed will be described later in detail.

この制御機構14(演算制御部26)の制御下で統括的に制御される外観検査装置10では、次のように検査対象(ウェハ15)におけるすべての検査対象物(半導体素子16)の検査を行う。   In the appearance inspection apparatus 10 that is comprehensively controlled under the control of the control mechanism 14 (arithmetic control unit 26), all inspection objects (semiconductor elements 16) in the inspection object (wafer 15) are inspected as follows. Do.

外観検査装置10では、先ず、作動保持駆動部29により吸引装置(図示せず)が駆動されることにより、作動保持機構13で検査対象としてのウェハ15を吸着保持して、チップスキャンを行う。このチップスキャンでは、作動保持機構13における保持ステージ24の載置面24aすなわちウェハ15を全面に渡って走査するように、作動保持駆動部29により、観察光軸Oaに直交する面(X−Y平面)に沿って保持ステージ24を移動させる。この走査では、照明機構12で照射しつつ撮像カメラ22による画像の取得を行う。   In the appearance inspection apparatus 10, first, a suction device (not shown) is driven by the operation holding drive unit 29, whereby the operation holding mechanism 13 sucks and holds the wafer 15 to be inspected and performs chip scanning. In this chip scan, a surface (XY) perpendicular to the observation optical axis Oa is operated by the operation and holding drive unit 29 so as to scan the mounting surface 24a of the holding stage 24 in the operation and holding mechanism 13, that is, the wafer 15. The holding stage 24 is moved along the plane. In this scanning, an image is acquired by the imaging camera 22 while being illuminated by the illumination mechanism 12.

次に、チップマップの作成を行う。このチップマップとは、ウェハ15における各検査対象物(半導体素子16)の位置および姿勢を示すものである。制御機構14では、チップスキャンにより、輪郭線を認識することで複数の検査対象物(半導体素子16)を判別するとともに、作動保持駆動部29による移動位置情報を加味することで、各検査対象物(半導体素子16)の位置および姿勢を取得する。   Next, a chip map is created. This chip map indicates the position and orientation of each inspection object (semiconductor element 16) on the wafer 15. The control mechanism 14 discriminates a plurality of inspection objects (semiconductor elements 16) by recognizing the contour line by chip scanning, and takes into consideration the movement position information by the operation holding drive unit 29, whereby each inspection object. The position and orientation of (semiconductor element 16) are acquired.

次に、検査対象物(半導体素子16)の判定を行う。この判定では、作成したチップマップに基づいて、観察光学系による観察位置を決定し、その決定に応じて作動保持駆動部29により保持ステージ24を移動させる。その後、後述するように画像処理部32における解析処理により、観察位置にある検査対象物(半導体素子16(その検査対象パターンPo))の良否の判断を行う。   Next, the inspection object (semiconductor element 16) is determined. In this determination, an observation position by the observation optical system is determined based on the created chip map, and the holding stage 24 is moved by the operation holding drive unit 29 according to the determination. Thereafter, the quality of the inspection object (semiconductor element 16 (its inspection object pattern Po)) at the observation position is determined by analysis processing in the image processing unit 32 as described later.

この検査対象物(半導体素子16)の判定を、作成したチップマップに基づいて、ウェハ15上のすべての検査対象物(半導体素子16)に対して順次行うことにより、当該ウェハ15に対する検査が終了する。なお、この検査は、演算制御部26の制御下で表示部34に表示された、撮像カメラ22により取得された画像データに基づく映像を目視することにより、行うこともできる。   The inspection of the wafer 15 is completed by sequentially determining all of the inspection objects (semiconductor elements 16) on the wafer 15 based on the created chip map. To do. This inspection can also be performed by visually observing an image based on the image data acquired by the imaging camera 22 displayed on the display unit 34 under the control of the arithmetic control unit 26.

次に、画像処理部32における観察位置にある検査対象物(半導体素子16)の良否の判断を行う解析処理について、図3から図16を用いて説明する。この画像処理部32は、撮像カメラ22により取得された検査対象物としての半導体素子16の検査対象パターンPoの画像データを適宜解析することにより、当該検査対象パターンPoが適切に形成されているか否かを判断し、半導体素子16(検査対象物)の良否の判断を行う。その検査対象パターンPoは、性能上問題とはならない範囲であっても、形成される位置や色むら等が異なるとともに、その異なり方に一定の傾向が見られない(ばらつきがある)場合がある。このため、本発明の画像処理部32における解析処理では、このような性能上問題とはならない範囲でのばらつきに対応しつつ、検査対象パターンPoが適切に形成されているか否かを適切に判断することを可能とするものである。この際、画像処理部32では、基本的に、良品としての検査対象パターンPoである見本パターンPm(図4参照)との比較により、半導体素子16の良否の判定を行う。   Next, analysis processing for determining the quality of the inspection object (semiconductor element 16) at the observation position in the image processing unit 32 will be described with reference to FIGS. The image processing unit 32 appropriately analyzes the image data of the inspection target pattern Po of the semiconductor element 16 as the inspection target acquired by the imaging camera 22 to determine whether or not the inspection target pattern Po is appropriately formed. To determine whether the semiconductor element 16 (inspection object) is good or bad. Even if the inspection target pattern Po is in a range that does not cause a problem in performance, the position to be formed, color unevenness, and the like are different, and there is a case where a certain tendency is not seen in the difference (variation). . For this reason, in the analysis processing in the image processing unit 32 of the present invention, it is appropriately determined whether or not the inspection target pattern Po is appropriately formed while dealing with such variations in a range that does not cause a problem in performance. It is possible to do. At this time, the image processing unit 32 basically determines the quality of the semiconductor element 16 by comparison with a sample pattern Pm (see FIG. 4) which is the inspection target pattern Po as a non-defective product.

この図4に示す見本パターンPmは、検査対象物とする半導体素子16に対応して予め用意されて、記憶部31(図1参照)に格納されている。見本パターンPmは、本実施例では、半導体素子16の複数の良品の検査対象パターンPoの平均値から画像データとして作成されて格納されている。この見本パターンPmのデータとしては、後述するように、半導体素子16における位置、形状、色重心、総面積および周囲長が用いられる。この半導体素子16における位置は、本実施例では、2つのアライメントマークAmを基準として設定されている。その位置および形状は、本実施例では、見本パターンPmが画像データとして格納されていることから、見本パターンPm(その画像データ)を構成する各画素の位置から取得することができる。また、色重心は、見本パターンPm(その画像データ)を構成する各画素で再現する色から取得することができる。さらに、総面積は、見本パターンPm(その画像データ)を構成する総ての画素の個数から取得することができる。ついで、周囲長は、見本パターンPm(その画像データ)の境界線(外郭)を構成する各画素の個数から取得することができる。   The sample pattern Pm shown in FIG. 4 is prepared in advance corresponding to the semiconductor element 16 to be inspected and stored in the storage unit 31 (see FIG. 1). In this embodiment, the sample pattern Pm is created and stored as image data from an average value of a plurality of non-defective inspection target patterns Po of the semiconductor element 16. As data of this sample pattern Pm, as will be described later, the position, shape, color centroid, total area, and perimeter of the semiconductor element 16 are used. In this embodiment, the position in the semiconductor element 16 is set with reference to two alignment marks Am. Since the sample pattern Pm is stored as image data in this embodiment, the position and shape can be acquired from the position of each pixel constituting the sample pattern Pm (its image data). Further, the color centroid can be acquired from the color reproduced by each pixel constituting the sample pattern Pm (its image data). Further, the total area can be obtained from the number of all pixels constituting the sample pattern Pm (its image data). Next, the perimeter can be obtained from the number of pixels constituting the boundary line (outline) of the sample pattern Pm (its image data).

また、見本パターンPmでは、境界線(外郭)に沿ってn個の区画領域Dn(nは0を除く自然数)が設定される。この各区画領域Dnは、見本パターンPmにおける境界線(外郭)をn個に分割するものである。各区画領域Dnとしての分割方法は、見本パターンPmにおける境界線(外郭)の性質が変化する箇所を境目とする。換言すると、見本パターンPmの境界線において、同じ絵柄が連続して構成されている箇所を、1つの区画領域Dnとする。この境界線(外郭)の性質とは、形状(直線状であるのか曲線状であるのか)や伸びる方向や形成する色等を言う。本実施例では、見本パターンPmに対して7つの区画領域D1〜D7を設定している。   In the sample pattern Pm, n partition regions Dn (n is a natural number excluding 0) are set along the boundary (outer). Each partition region Dn divides a boundary line (outer shape) in the sample pattern Pm into n pieces. The dividing method as each partition region Dn uses a point where the property of the boundary line (outer shape) in the sample pattern Pm changes as a boundary. In other words, a portion where the same pattern is continuously formed on the boundary line of the sample pattern Pm is defined as one partition region Dn. The property of this boundary line (outer shape) refers to the shape (whether it is linear or curved), the extending direction, the color to be formed, and the like. In this embodiment, seven partitioned areas D1 to D7 are set for the sample pattern Pm.

画像処理部32は、図5に示すように、見本パターンPmから検索領域Arと確定領域Afとを作成する。この検索領域Arは、検査対象物である半導体素子16の検査対象パターンPoの検索を実行する領域を規定するものである。検索領域Arは、見本パターンPmを含みつつ当該見本パターンPmよりも大きな領域として設定するものであり、本実施例では、見本パターンPmを一定の割合で膨張させて(例えば、見本パターンPmの外郭を7画素外側まで膨らます)作成している。   As shown in FIG. 5, the image processing unit 32 creates a search area Ar and a confirmed area Af from the sample pattern Pm. The search area Ar defines an area in which the search for the inspection target pattern Po of the semiconductor element 16 that is the inspection target is executed. The search area Ar is set as an area that includes the sample pattern Pm and is larger than the sample pattern Pm. In this embodiment, the sample pattern Pm is expanded at a certain rate (for example, the outline of the sample pattern Pm). Is expanded to the outside of 7 pixels).

確定領域Afは、検査対象パターンPoにおける性能上問題とはならない範囲でのばらつきが生じた場合において、そのいずれであっても当該検査対象パターンPoが形成される領域を規定するものである。この確定領域Afは、見本パターンPmの内方において当該見本パターンPmよりも小さな領域として設定するものであり、本実施例では、見本パターンPmを一定の割合で収縮させて(例えば、見本パターンPmの外郭を5画素内側まで縮める)作成している。なお、検索領域Arにおける膨張量および確定領域Afにおける収縮量は、適宜変更可能とされている。このため、その膨張量および収縮量を、検査対象(本実施例では半導体素子16)のパターン(検査対象パターンPo)におけるばらつきに応じて適宜設定することができる。   The fixed region Af defines a region where the inspection target pattern Po is formed in any case where variations occur in a range that does not cause a problem in performance in the inspection target pattern Po. This fixed region Af is set as a region smaller than the sample pattern Pm inward of the sample pattern Pm. In this embodiment, the sample pattern Pm is contracted at a certain rate (for example, the sample pattern Pm The outline is reduced to the inside of 5 pixels). Note that the amount of expansion in the search area Ar and the amount of contraction in the fixed area Af can be changed as appropriate. For this reason, the expansion amount and the contraction amount can be appropriately set according to the variation in the pattern (inspection target pattern Po) of the inspection target (semiconductor element 16 in this embodiment).

次に、画像処理部32の解析処理における検査対象パターンPoの抽出処理について説明する。この画像処理部32では、検査対象物である半導体素子16の検査対象パターンPoの画像データの解析のために、先ず当該半導体素子16の検査対象パターンPoを抽出する。図6は、画像処理部32における検査対象パターンPoの抽出処理の内容の一例を示すフローチャートである。図7は、観察位置にある半導体素子16(その画像データ)に検索領域Arを設定した様子を示す説明図である。図8は、色抽出した画素群(検査対象パターンPo)に確定領域Afにおける見本パターンPmのデータを重畳させた様子を示す説明図である。以下、この抽出処理の際の画像処理部32における制御処理の一例である図6のフローチャートの各ステップについて、図3から図8を用いて説明する。   Next, the extraction process of the inspection target pattern Po in the analysis process of the image processing unit 32 will be described. The image processing unit 32 first extracts the inspection target pattern Po of the semiconductor element 16 in order to analyze the image data of the inspection target pattern Po of the semiconductor element 16 that is the inspection target. FIG. 6 is a flowchart illustrating an example of the contents of the inspection target pattern Po extraction process in the image processing unit 32. FIG. 7 is an explanatory diagram showing a state where the search area Ar is set in the semiconductor element 16 (its image data) at the observation position. FIG. 8 is an explanatory diagram showing a state in which the data of the sample pattern Pm in the defined area Af is superimposed on the color-extracted pixel group (inspection target pattern Po). Hereinafter, each step of the flowchart of FIG. 6 which is an example of the control process in the image processing unit 32 in the extraction process will be described with reference to FIGS.

この図6のフローチャートでは、観察位置にある半導体素子16(その画像データ)として、図3に示す半導体素子16(その検査対象パターンPo)を撮像カメラ22により取得したものとする。   In the flowchart of FIG. 6, it is assumed that the semiconductor element 16 (its inspection target pattern Po) shown in FIG. 3 is acquired by the imaging camera 22 as the semiconductor element 16 (its image data) at the observation position.

ステップS1では、取得した半導体素子16の画像に検索領域Arを設定して、ステップS2へ進む。このステップS1では、図7に示すように、取得した半導体素子16の画像データに検索領域Arのデータを重畳させることにより、当該半導体素子16における検査対象パターンPoの検索のための検索領域Arを設定する。このとき、取得した半導体素子16における2つのアライメントマークAmに対して、見本パターンPmにおける2つのアライメントマークAmが合致する位置関係で、検索領域Arのデータを重畳させる。   In step S1, the search area Ar is set in the acquired image of the semiconductor element 16, and the process proceeds to step S2. In this step S1, as shown in FIG. 7, by superimposing the data of the search area Ar on the acquired image data of the semiconductor element 16, a search area Ar for searching the inspection target pattern Po in the semiconductor element 16 is formed. Set. At this time, the data in the search region Ar is superimposed on the two alignment marks Am in the obtained semiconductor element 16 in a positional relationship where the two alignment marks Am in the sample pattern Pm match.

ステップS2では、ステップS1での検索領域Arの設定に続き、検索領域Ar内の色抽出を行って、ステップS3へ進む。このステップS2では、検索領域Ar内の各画素のうち、見本パターンPmにおける色重心に近い画素を抽出する。ここで言う色重心に近いとは、カラー画像を構成する各色において、見本パターンPmを表す数値から所定の値の範囲内にあることをいう。その所定の値は適宜設定することができる。このため、色抽出する範囲を、検査対象(本実施例では半導体素子16)のパターン(検査対象パターンPo)におけるばらつきに応じて適宜設定することができる。また、カラー画像を構成する各色とは、HSV(Hue(色相)、Saturation(彩度)、Value(明度))やRGB(Red(赤)、Green(緑)、Blue(青))等を言う。本実施例では、見本パターンPmを表すHSVの数値から所定の値の範囲内にある画素を抽出する。   In step S2, following the setting of the search area Ar in step S1, color extraction in the search area Ar is performed, and the process proceeds to step S3. In this step S2, a pixel close to the color centroid in the sample pattern Pm is extracted from each pixel in the search area Ar. The term “close to the color center of gravity” as used herein means that each color constituting the color image is within a predetermined value range from the numerical value representing the sample pattern Pm. The predetermined value can be set as appropriate. For this reason, the color extraction range can be appropriately set according to the variation in the pattern (inspection target pattern Po) of the inspection target (semiconductor element 16 in this embodiment). Further, each color constituting the color image means HSV (Hue (Hue), Saturation (Saturation), Value (Lightness)), RGB (Red (Red), Green (Green), Blue (Blue)) or the like. . In this embodiment, pixels within a predetermined value range are extracted from the HSV value representing the sample pattern Pm.

ステップS3では、ステップS2での検索領域Ar内の色抽出に続き、その色抽出した画素群に確定領域Afを当てはめて、ステップS4へ進む。このステップS3では、図8に示すように、ステップS2で色抽出した画素群(符号Pa(Po)参照)に、確定領域Afのデータを重畳させる。これにより、ステップS2で色抽出した画素群では、中心位置に中抜け箇所Eが生じている場合(図3および図7参照)、その中抜け箇所Eが確定領域Af内に存在することとなる。   In step S3, following the color extraction in the search area Ar in step S2, the determined area Af is applied to the color-extracted pixel group, and the process proceeds to step S4. In step S3, as shown in FIG. 8, the data of the definite region Af is superimposed on the pixel group (see reference symbol Pa (Po)) extracted in step S2. As a result, in the pixel group extracted in step S2, when a hollow portion E is generated at the center position (see FIGS. 3 and 7), the hollow portion E exists in the fixed region Af. .

ステップS4では、ステップS3での色抽出した画素群に確定領域Afを当てはめることに続き、抽出パターンPa(その画像データ)を生成して、このフローチャートを終了する。このステップS4では、ステップS2で色抽出した画素群(それらによる画像データ)におけるステップS3で当てはめた確定領域Afの内方に、当該確定領域Afに相当する箇所の見本パターンPmとしての画像データを適用する(確定領域Af内をそこに相当する見本パターンPmの画像データに置き換える)ことにより、抽出パターンPaを生成する。この抽出パターンPaは、検査対象パターンPoの検査のために、見本パターンPmとの比較に用いるものである。これにより、ステップS2で色抽出した画素群では、図3および図7に示すように中抜け箇所Eが生じている場合であっても、抽出パターンPaでは、図8に示すように、その中抜け箇所Eが穴埋めされる(中抜け箇所Eが塗り潰される)。これにより、観察位置にある半導体素子16(検査対象物)の検査対象パターンPoとしての抽出パターンPa(その画像データ)を生成することができ、検査対象パターンPoの抽出処理が完了する。   In step S4, following the application of the fixed region Af to the color-extracted pixel group in step S3, an extraction pattern Pa (its image data) is generated, and this flowchart is ended. In this step S4, the image data as the sample pattern Pm of the portion corresponding to the fixed region Af is placed inward of the fixed region Af applied in step S3 in the pixel group (image data by them) extracted in step S2. The extraction pattern Pa is generated by applying (substituting the image data of the sample pattern Pm corresponding to the inside of the fixed region Af). This extraction pattern Pa is used for comparison with the sample pattern Pm for inspection of the inspection target pattern Po. As a result, in the pixel group extracted in step S2, even if a hollow portion E is generated as shown in FIGS. 3 and 7, the extracted pattern Pa is shown in FIG. The missing portion E is filled (the hollow portion E is filled). Thereby, extraction pattern Pa (its image data) as inspection object pattern Po of semiconductor element 16 (inspection object) in an observation position can be generated, and extraction processing of inspection object pattern Po is completed.

この後、画像処理部32では、解析処理における検査対象パターンPoの形状検査処理を行う。この形状検査処理では、上述した抽出パターンPa(その画像データ)と見本パターンPmとの比較により、検査対象パターンPoの形状検査を行う。図9は、画像処理部32における検査対象パターンPoの形状検査処理の内容の一例を示すフローチャートである。以下、この形状検査処理の際の画像処理部32における制御処理の一例である図9のフローチャートの各ステップについて説明する。   Thereafter, the image processing unit 32 performs a shape inspection process of the inspection target pattern Po in the analysis process. In this shape inspection process, the shape inspection of the inspection target pattern Po is performed by comparing the extracted pattern Pa (its image data) with the sample pattern Pm. FIG. 9 is a flowchart illustrating an example of the contents of the shape inspection process of the inspection target pattern Po in the image processing unit 32. Hereinafter, each step of the flowchart of FIG. 9 which is an example of the control process in the image processing unit 32 in the shape inspection process will be described.

ステップS11では、抽出パターンPaの総面積Saを算出して、ステップS12へ進む。このステップS11では、図6のフローチャートで生成した抽出パターンPaとしての画像データから、抽出パターンPaの総面積Saを算出する。本実施例では、抽出パターンPaの画像データを構成する総ての画素の個数から、当該抽出パターンPaの総面積Saを算出する。   In step S11, the total area Sa of the extraction pattern Pa is calculated, and the process proceeds to step S12. In step S11, the total area Sa of the extraction pattern Pa is calculated from the image data as the extraction pattern Pa generated in the flowchart of FIG. In the present embodiment, the total area Sa of the extraction pattern Pa is calculated from the number of all pixels constituting the image data of the extraction pattern Pa.

ステップS12では、ステップS11での抽出パターンPaの総面積Saの算出に続き、その総面積Saが許容範囲内であるか否かを判断し、Yesの場合はステップS13へ進み、Noの場合はステップS22へ進む。このステップS12では、総面積Saが見本パターンPmの総面積Smに対して許容値Tsを超えた値となっていなければ(Sm−Ts<Sa<Sm+Ts)Yesと判断し、超えた値となっていればNoと判断する。ステップS12は、形状検査において、抽出パターンPaを総面積Saの観点で検査する検査項目となる。この許容値Tsは、所定の値として設定してもよく、総面積Smに対する割合として設定してもよい。この許容値Tsは、適宜変更可能とされている。このため、総面積Smに対する総面積Saの差異を、検査対象(本実施例では半導体素子16)のパターン(検査対象パターンPo)におけるばらつきに応じて適宜設定することができる。   In step S12, following the calculation of the total area Sa of the extraction pattern Pa in step S11, it is determined whether or not the total area Sa is within the allowable range. If Yes, the process proceeds to step S13. Proceed to step S22. In step S12, if the total area Sa does not exceed the allowable value Ts with respect to the total area Sm of the sample pattern Pm, it is determined as Yes (Sm−Ts <Sa <Sm + Ts), and the value exceeds the total value. If it is, it will be judged No. Step S12 is an inspection item for inspecting the extracted pattern Pa from the viewpoint of the total area Sa in the shape inspection. This allowable value Ts may be set as a predetermined value, or may be set as a ratio with respect to the total area Sm. This allowable value Ts can be changed as appropriate. For this reason, the difference of the total area Sa with respect to the total area Sm can be appropriately set according to the variation in the pattern (inspection target pattern Po) of the inspection target (semiconductor element 16 in this embodiment).

ステップS13では、ステップS12での総面積Saが許容範囲内であるとの判断に続き、抽出パターンPaの周囲長Laを算出して、ステップS14へ進む。このステップS13では、生成した抽出パターンPaとしての画像データから、抽出パターンPaの周囲長Laを算出する。本実施例では、抽出パターンPa(その画像データ)の境界線(外郭)を構成する各画素の個数から、当該抽出パターンPaの周囲長Laを算出する。   In step S13, following the determination that the total area Sa is within the allowable range in step S12, the peripheral length La of the extraction pattern Pa is calculated, and the process proceeds to step S14. In step S13, the perimeter length La of the extraction pattern Pa is calculated from the generated image data as the extraction pattern Pa. In the present embodiment, the perimeter length La of the extraction pattern Pa is calculated from the number of pixels constituting the boundary line (outline) of the extraction pattern Pa (its image data).

ステップS14では、ステップS12での抽出パターンPaの周囲長Laの算出に続き、その周囲長Laが許容範囲内であるか否かを判断し、Yesの場合はステップS15へ進み、Noの場合はステップS22へ進む。このステップS14では、周囲長Laが見本パターンPmの周囲長Lmに対して許容値Tlを超えた値となっていなければ(Lm−Tl<La<Lm+Tl)Yesと判断し、超えた値となっていればNoと判断する。ステップS14は、形状検査において、抽出パターンPaを周囲長Lmの観点で検査する検査項目となる。この許容値Tlは、所定の値として設定してもよく、周囲長Lmに対する割合として設定してもよい。この許容値Tlは、適宜変更可能とされている。このため、周囲長Lmに対する周囲長Lmの差異を、検査対象(本実施例では半導体素子16)のパターン(検査対象パターンPo)におけるばらつきに応じて適宜設定することができる。   In step S14, following the calculation of the perimeter length La of the extraction pattern Pa in step S12, it is determined whether or not the perimeter length La is within the allowable range. If Yes, the process proceeds to step S15. Proceed to step S22. In step S14, if the peripheral length La does not exceed the permissible value Tl with respect to the peripheral length Lm of the sample pattern Pm, it is determined as Yes (Lm−Tl <La <Lm + Tl), and the value is exceeded. If it is, it will be judged No. Step S14 is an inspection item for inspecting the extracted pattern Pa from the viewpoint of the peripheral length Lm in the shape inspection. This allowable value Tl may be set as a predetermined value or may be set as a ratio with respect to the peripheral length Lm. This allowable value Tl can be changed as appropriate. For this reason, the difference of the peripheral length Lm with respect to the peripheral length Lm can be appropriately set according to the variation in the pattern (inspection target pattern Po) of the inspection target (semiconductor element 16 in this embodiment).

ステップS15では、ステップS14での周囲長Laが許容範囲内であるとの判断に続き、抽出パターンPaの縦寸法Mlaを算出して、ステップS16へ進む。このステップS15では、生成した抽出パターンPaとしての画像データから、抽出パターンPaの縦寸法Mla(図8を正面視して縦方向の大きさ寸法)を算出する。本実施例では、抽出パターンPa(その画像データ)を構成する各画素のうち、縦方向で見て一方の端部(最も上側)にある画素と他方の端部(最も下側)にある画素との間隔から、当該抽出パターンPaの縦寸法Mlaを算出する。   In step S15, following the determination that the peripheral length La is within the allowable range in step S14, the vertical dimension Mla of the extraction pattern Pa is calculated, and the process proceeds to step S16. In step S15, the vertical dimension Mla of the extraction pattern Pa (the vertical dimension when viewed from the front in FIG. 8) is calculated from the generated image data as the extraction pattern Pa. In this embodiment, among the pixels constituting the extraction pattern Pa (its image data), the pixel at one end (uppermost) and the pixel at the other end (lowermost) as viewed in the vertical direction From the interval, the vertical dimension Mla of the extraction pattern Pa is calculated.

ステップS16では、ステップS15での抽出パターンPaの縦寸法Mlaの算出に続き、その縦寸法Mlaが許容範囲内であるか否かを判断し、Yesの場合はステップS17へ進み、Noの場合はステップS22へ進む。このステップS16では、縦寸法Mlaが見本パターンPmの縦寸法Mlmに対して許容値Tmlを超えた値となっていなければ(Mlm−Tml<Mla<Mlm+Tml)Yesと判断し、超えた値となっていればNoと判断する。この許容値Tmlは、所定の値として設定してもよく、縦寸法Mlmに対する割合として設定してもよい。ステップS16は、形状検査において、抽出パターンPaを縦寸法Mlmの観点で検査する検査項目となる。この許容値Tmlは、適宜変更可能とされている。このため、縦寸法Mlmに対する縦寸法Mlaの差異を、検査対象(本実施例では半導体素子16)のパターン(検査対象パターンPo)におけるばらつきに応じて適宜設定することができる。   In step S16, following the calculation of the vertical dimension Mla of the extraction pattern Pa in step S15, it is determined whether or not the vertical dimension Mla is within the allowable range. If Yes, the process proceeds to step S17. Proceed to step S22. In this step S16, if the vertical dimension Mla does not exceed the allowable value Tml with respect to the vertical dimension Mlm of the sample pattern Pm (Mlm−Tml <Mla <Mlm + Tml), it is determined as Yes and becomes the exceeded value. If it is, it will be judged No. This allowable value Tml may be set as a predetermined value or may be set as a ratio with respect to the vertical dimension Mlm. Step S16 is an inspection item for inspecting the extracted pattern Pa from the viewpoint of the vertical dimension Mlm in the shape inspection. This allowable value Tml can be changed as appropriate. For this reason, the difference of the vertical dimension Mla with respect to the vertical dimension Mlm can be appropriately set according to the variation in the pattern (inspection target pattern Po) of the inspection target (semiconductor element 16 in this embodiment).

ステップS17では、ステップS16での縦寸法Mlaが許容範囲内であるとの判断に続き、抽出パターンPaの横寸法Mwaを算出して、ステップS18へ進む。このステップS17では、生成した抽出パターンPaとしての画像データから、抽出パターンPaの横寸法Mwa(図8を正面視して横方向の大きさ寸法)を算出する。本実施例では、抽出パターンPa(その画像データ)を構成する各画素のうち、横方向で見て一方の端部(最も左側)にある画素と他方の端部(最も右側)にある画素との間隔から、当該抽出パターンPaの横寸法Mwaを算出する。   In step S17, following the determination in step S16 that the vertical dimension Mla is within the allowable range, the horizontal dimension Mwa of the extraction pattern Pa is calculated, and the process proceeds to step S18. In step S17, the horizontal dimension Mwa of the extraction pattern Pa (the horizontal dimension when viewed from the front in FIG. 8) is calculated from the generated image data as the extraction pattern Pa. In the present embodiment, among each pixel constituting the extraction pattern Pa (its image data), a pixel at one end (leftmost) and a pixel at the other end (rightmost) as viewed in the horizontal direction From the interval, the horizontal dimension Mwa of the extraction pattern Pa is calculated.

ステップS18では、ステップS17での抽出パターンPaの横寸法Mwaの算出に続き、その横寸法Mwaが許容範囲内であるか否かを判断し、Yesの場合はステップS19へ進み、Noの場合はステップS22へ進む。このステップS18では、横寸法Mwaが見本パターンPmの横寸法Mwmに対して許容値Tmwを超えた値となっていなければ(Mwm−Tmw<Mwa<Mwm+Tmw)Yesと判断し、超えた値となっていればNoと判断する。ステップS18は、形状検査において、抽出パターンPaを横寸法Mwmの観点で検査する検査項目となる。この許容値Tmwは、所定の値として設定してもよく、横寸法Mwmに対する割合として設定してもよい。この許容値Tmwは、適宜変更可能とされている。このため、横寸法Mwmに対する横寸法Mwaの差異を、検査対象(本実施例では半導体素子16)のパターン(検査対象パターンPo)におけるばらつきに応じて適宜設定することができる。   In step S18, following the calculation of the horizontal dimension Mwa of the extraction pattern Pa in step S17, it is determined whether or not the horizontal dimension Mwa is within the allowable range. If Yes, the process proceeds to step S19, and if No, Proceed to step S22. In this step S18, if the horizontal dimension Mwa does not exceed the allowable value Tmw with respect to the horizontal dimension Mwm of the sample pattern Pm (Mwm−Tmw <Mwa <Mwm + Tmw), it is determined as Yes and exceeds the value. If it is, it will be judged No. Step S18 is an inspection item for inspecting the extracted pattern Pa from the viewpoint of the lateral dimension Mwm in the shape inspection. This allowable value Tmw may be set as a predetermined value, or may be set as a ratio to the horizontal dimension Mwm. This allowable value Tmw can be changed as appropriate. For this reason, the difference of the horizontal dimension Mwa with respect to the horizontal dimension Mwm can be appropriately set according to the variation in the pattern (inspection target pattern Po) of the inspection target (semiconductor element 16 in this embodiment).

ステップS19では、ステップS18での横寸法Mwaが許容範囲内であるとの判断に続き、抽出パターンPaの相関値Cを算出して、ステップS20へ進む。このステップS19では、見本パターンPmの形状と生成した抽出パターンPaの形状とが完全一致する場合を100%として、見本パターンPmと抽出パターンPaとの異なる度合いを示す相関値Cを算出する。相関値Cは、本実施例では、見本パターンPmの画像データを形成する各画素と抽出パターンPaの画像データを形成する各画素とにおいて異なる画素数Pdの、見本パターンPmの画像データを形成する総画素数Pwに対する割合(C=[Pd/Pw]×100)を求めることにより算出する。   In step S19, following the determination that the horizontal dimension Mwa is within the allowable range in step S18, the correlation value C of the extraction pattern Pa is calculated, and the process proceeds to step S20. In this step S19, a correlation value C indicating the degree of difference between the sample pattern Pm and the extracted pattern Pa is calculated with the case where the shape of the sample pattern Pm and the shape of the generated extracted pattern Pa completely match each other as 100%. In this embodiment, the correlation value C forms image data of the sample pattern Pm having a different number of pixels Pd in each pixel forming the image data of the sample pattern Pm and each pixel forming the image data of the extraction pattern Pa. Calculation is performed by obtaining a ratio (C = [Pd / Pw] × 100) to the total number of pixels Pw.

ステップS20では、ステップS19での抽出パターンPaの相関値Cの算出に続き、その相関値Cが許容範囲内であるか否かを判断し、Yesの場合はステップS21へ進み、Noの場合はステップS22へ進む。このステップS20では、相関値Cが許容値Tcを超えた値となっていなければ(C<Tc)Yesと判断し、超えた値となっていればNoと判断する。ステップS20は、形状検査において、抽出パターンPaを相関値Cの観点で検査する検査項目となる。この許容値Tcは、所定の値として設定する。この許容値Tcは、適宜変更可能とされている。このため、見本パターンPmの画像データを形成する各画素に対する抽出パターンPaの画像データを形成する各画素の差異を、検査対象(本実施例では半導体素子16)のパターン(検査対象パターンPo)におけるばらつきに応じて適宜設定することができる。   In step S20, following the calculation of the correlation value C of the extraction pattern Pa in step S19, it is determined whether or not the correlation value C is within the allowable range. If Yes, the process proceeds to step S21. Proceed to step S22. In step S20, if the correlation value C does not exceed the allowable value Tc, it is determined as Yes (C <Tc), and if it exceeds the value, it is determined No. Step S20 is an inspection item for inspecting the extracted pattern Pa from the viewpoint of the correlation value C in the shape inspection. This allowable value Tc is set as a predetermined value. This allowable value Tc can be changed as appropriate. Therefore, the difference of each pixel forming the image data of the extraction pattern Pa with respect to each pixel forming the image data of the sample pattern Pm is determined in the pattern (inspection target pattern Po) of the inspection target (semiconductor element 16 in this embodiment). It can be set as appropriate according to the variation.

ステップS21では、ステップS20での相関値Cが許容範囲内であるとの判断に続き、検査対象パターンPoの形状検査はすべて完了するとともに各項目の基準を満たしたものとして、このフローチャートを終了する。このステップS21では、観察位置にある検査対象物としての半導体素子16の検査対象パターンPoの形状検査では問題がなかったものとし、解析処理における検査対象パターンPoの色味検査処理を行うべく、形状検査処理を終了する。このとき、形状検査では問題がなかった旨を、検査対象とした半導体素子16に組み合わせて記憶する。   In step S21, following the determination that the correlation value C is within the allowable range in step S20, all the shape inspections of the inspection target pattern Po are completed, and the flowchart is ended assuming that the criteria of each item are satisfied. . In this step S21, there is no problem in the shape inspection of the inspection target pattern Po of the semiconductor element 16 as the inspection target at the observation position, and the shape inspection is performed in order to perform the color inspection processing of the inspection target pattern Po in the analysis processing. The inspection process is terminated. At this time, the fact that there was no problem in the shape inspection is stored in combination with the semiconductor element 16 to be inspected.

ステップS22では、ステップS12での総面積Saが許容範囲内ではないとの判断、あるいは、ステップS14での周囲長Laが許容範囲内ではないとの判断、あるいは、ステップS16での縦寸法Mlaが許容範囲内ではないとの判断、あるいは、ステップS18での横寸法Mwaが許容範囲内ではないとの判断、あるいは、ステップS20での相関値Cが許容範囲内ではないとの判断に続き、検査対象パターンPoの形状検査はいずれかの項目の基準を満たさなかったことから完了しなかったものとして、このフローチャートを終了する。このステップS22では、観察位置にある検査対象物としての半導体素子16の検査対象パターンPoの形状検査で問題があったものとして形状検査処理を終了する。本実施例では、ステップS22を経て形状検査処理(図9のフローチャート)を終了した場合、観察位置にある検査対象物としての半導体素子16の検査対象パターンPoは、問題があるものとし、他の検査を行うことなく当該半導体素子16に対する解析処理を終了する。このとき、いずれの項目で問題があった旨を、検査対象とした半導体素子16に組み合わせて記憶する。これにより、観察位置にある半導体素子16(検査対象物)の検査対象パターンPoとしての抽出パターンPa(その画像データ)における形状検査が完了する。   In step S22, it is determined that the total area Sa is not within the allowable range in step S12, or the peripheral length La is not within the allowable range in step S14, or the vertical dimension Mla in step S16 is Following the determination that it is not within the allowable range, the determination that the lateral dimension Mwa is not within the allowable range in step S18, or the determination that the correlation value C is not within the allowable range in step S20, It is assumed that the shape inspection of the target pattern Po has not been completed because the criteria of any item are not satisfied, and this flowchart is ended. In this step S22, the shape inspection process is terminated assuming that there is a problem in the shape inspection of the inspection target pattern Po of the semiconductor element 16 as the inspection target at the observation position. In this embodiment, when the shape inspection process (flowchart in FIG. 9) is completed through step S22, the inspection target pattern Po of the semiconductor element 16 as the inspection target at the observation position is problematic. The analysis process for the semiconductor element 16 is terminated without performing the inspection. At this time, the fact that there is a problem in any item is stored in combination with the semiconductor element 16 to be inspected. Thereby, the shape inspection of the extracted pattern Pa (its image data) as the inspection target pattern Po of the semiconductor element 16 (inspection target) at the observation position is completed.

この後、画像処理部32では、解析処理における検査対象パターンPoの色味検査処理を行う。この色味検査処理では、上述した抽出パターンPa(その画像データ)における色の均一性を判断する。図10は、画像処理部32における検査対象パターンPoの色味検査処理の内容の一例を示すフローチャートである。図11は、ヒストグラムの偏差Hdを示すグラフであり、抽出パターンPaの画像データにおけるValue(明度)を横軸とし、各Value(明度)における度数(頻度)を縦軸として示している。以下、この色味検査処理の際の画像処理部32における制御処理の一例である図10のフローチャートの各ステップについて、図11を用いて説明する。   Thereafter, the image processing unit 32 performs a color inspection process for the inspection target pattern Po in the analysis process. In this color inspection process, the uniformity of color in the extraction pattern Pa (its image data) described above is determined. FIG. 10 is a flowchart illustrating an example of the content of the color inspection process of the inspection target pattern Po in the image processing unit 32. FIG. 11 is a graph showing the deviation Hd of the histogram, in which the value (frequency) in the image data of the extracted pattern Pa is shown on the horizontal axis, and the frequency (frequency) at each value (value) is shown on the vertical axis. Hereinafter, each step of the flowchart of FIG. 10 which is an example of the control process in the image processing unit 32 in the color inspection process will be described with reference to FIG.

ステップS31では、図6のフローチャートで生成した抽出パターンPaの輝度のヒストグラムの偏差Hdを算出して、ステップS32へ進む。このステップS31では、観察位置にある半導体素子16の検査対象パターンPoとして生成した抽出パターンPaの画像データにおける各画素の輝度の分布を示すヒストグラムを生成する。その後、生成したヒストグラムの偏差Hdを算出する。本実施例では、ステップS31では、図11に示すように、抽出パターンPaの画像データにおけるValue(明度)を横軸に、各Value(明度)における度数(頻度)を縦軸にしたヒストグラムの偏差Hdを算出する。   In step S31, the deviation Hd of the luminance histogram of the extraction pattern Pa generated in the flowchart of FIG. 6 is calculated, and the process proceeds to step S32. In step S31, a histogram indicating the luminance distribution of each pixel in the image data of the extracted pattern Pa generated as the inspection target pattern Po of the semiconductor element 16 at the observation position is generated. Thereafter, the deviation Hd of the generated histogram is calculated. In this embodiment, in step S31, as shown in FIG. 11, the deviation of the histogram with the horizontal axis representing the value (lightness) in the image data of the extracted pattern Pa and the vertical axis representing the frequency (frequency) at each value (lightness). Hd is calculated.

ステップS32では、ステップS31での抽出パターンPaの輝度のヒストグラムの偏差Hdの算出に続き、偏差Hdが許容範囲内であるか否かを判断し、Yesの場合はステップS33へ進み、Noの場合はステップS36へ進む。このステップS32では、偏差Hdが設定した下限値Dlよりも大きくかつ上限値Dhよりも小さい値(Dl<Hd<Dh)であればYesと判断し、それ以外であればNoと判断する。ステップS32は、色味検査において、抽出パターンPaを輝度のヒストグラムの偏差Hdの観点で検査する検査項目となる。この下限値Dlおよび上限値Dhは、適宜変更可能とされている。このため、抽出パターンPaの画像データにおける各画素の輝度の分布の態様を、検査対象(本実施例では半導体素子16)のパターン(検査対象パターンPo)におけるばらつきに応じて適宜設定することができる。   In step S32, following the calculation of the deviation Hd of the luminance histogram of the extraction pattern Pa in step S31, it is determined whether or not the deviation Hd is within the allowable range. If Yes, the process proceeds to step S33. Advances to step S36. In this step S32, if the deviation Hd is larger than the set lower limit value Dl and smaller than the upper limit value Dh (Dl <Hd <Dh), it is determined as Yes, otherwise it is determined as No. Step S32 is an inspection item for inspecting the extracted pattern Pa in terms of the deviation Hd of the luminance histogram in the color inspection. The lower limit value Dl and the upper limit value Dh can be changed as appropriate. For this reason, the mode of luminance distribution of each pixel in the image data of the extraction pattern Pa can be appropriately set according to the variation in the pattern (inspection target pattern Po) of the inspection target (semiconductor element 16 in this embodiment). .

ステップS33では、ステップS32での偏差Hdが許容範囲内であるとの判断に続き、抽出パターンPaの荒れ評価値Vrを算出して、ステップS34へ進む。このステップS33では、抽出パターンPaの画像データを微分処理し、その微分値の総和を抽出パターンPaの画素数で除算することにより、抽出パターンPaの荒れ評価値Vrを算出する。本実施例では、ステップS33において、抽出パターンPaをRGBの画像データとして取り扱うことで荒れ評価値Vrを算出する。   In step S33, following the determination that the deviation Hd in step S32 is within the allowable range, the rough evaluation value Vr of the extraction pattern Pa is calculated, and the process proceeds to step S34. In this step S33, the image data of the extraction pattern Pa is differentiated, and the sum of the differential values is divided by the number of pixels of the extraction pattern Pa to calculate the rough evaluation value Vr of the extraction pattern Pa. In this embodiment, in step S33, the rough evaluation value Vr is calculated by handling the extraction pattern Pa as RGB image data.

ステップS34では、ステップS33での抽出パターンPaの荒れ評価値Vrの算出に続き、荒れ評価値Vrが許容範囲内であるか否かを判断し、Yesの場合はステップS35へ進み、Noの場合はステップS36へ進む。このステップS34では、荒れ評価値Vrが設定された下限値Rlよりも大きくかつ上限値Rhよりも小さい値(Rl<Vr<Rh)であればYesと判断し、それ以外であればNoと判断する。ステップS34は、色味検査において、抽出パターンPaを荒れ評価値Vrの観点で検査する検査項目となる。この下限値Rlおよび上限値Rhは、適宜変更可能とされている。このため、抽出パターンPaの画像データにおける許容する色の変化の度合いを、検査対象(本実施例では半導体素子16)のパターン(検査対象パターンPo)におけるばらつきに応じて適宜設定することができる。   In step S34, following the calculation of the rough evaluation value Vr of the extraction pattern Pa in step S33, it is determined whether or not the rough evaluation value Vr is within the allowable range. If Yes, the process proceeds to step S35. Advances to step S36. In this step S34, if the rough evaluation value Vr is larger than the set lower limit value Rl and smaller than the upper limit value Rh (Rl <Vr <Rh), it is determined as Yes, otherwise it is determined as No. To do. Step S34 is an inspection item for inspecting the extracted pattern Pa from the viewpoint of the rough evaluation value Vr in the color inspection. The lower limit value Rl and the upper limit value Rh can be changed as appropriate. Therefore, the degree of allowable color change in the image data of the extraction pattern Pa can be set as appropriate according to the variation in the pattern (inspection target pattern Po) of the inspection target (semiconductor element 16 in this embodiment).

ステップS35では、ステップS34での荒れ評価値Vrが許容範囲内であるとの判断に続き、検査対象パターンPoの色味検査はすべて完了するとともに各項目の基準を満たしたものとして、このフローチャートを終了する。このステップS35では、観察位置にある検査対象物としての半導体素子16の検査対象パターンPoの色味検査では問題がなかったものとし、解析処理における検査対象パターンPoの境界検査処理を行うべく、色味検査処理を終了する。このとき、色味検査では問題がなかった旨を、検査対象とした半導体素子16に組み合わせて記憶する。   In step S35, following the determination that the rough evaluation value Vr in step S34 is within the allowable range, it is assumed that all the color inspections of the inspection target pattern Po are completed and the criteria of each item are satisfied. finish. In this step S35, it is assumed that there is no problem in the color inspection of the inspection target pattern Po of the semiconductor element 16 as the inspection target at the observation position, and in order to perform the boundary inspection processing of the inspection target pattern Po in the analysis processing, The taste inspection process is terminated. At this time, the fact that there was no problem in the color inspection is stored in combination with the semiconductor element 16 to be inspected.

ステップS36では、ステップS32での偏差Hdが許容範囲内ではないとの判断、あるいは、ステップS34での荒れ評価値Vrが許容範囲内ではないとの判断に続き、検査対象パターンPoの色味検査はいずれかの項目の基準を満たさなかったことから完了しなかったものとして、このフローチャートを終了する。このステップS36では、観察位置にある検査対象物としての半導体素子16の検査対象パターンPoの色味検査で問題があったものとして色味検査処理を終了する。本実施例では、ステップS36を経て色味検査処理(図10のフローチャート)を終了した場合、観察位置にある検査対象物としての半導体素子16の検査対象パターンPoは、問題があるものとし、他の検査を行うことなく当該半導体素子16に対する解析処理を終了する。このとき、いずれの項目で問題があった旨を、検査対象とした半導体素子16に組み合わせて記憶する。これにより、観察位置にある半導体素子16(検査対象物)の検査対象パターンPoとしての抽出パターンPa(その画像データ)における色味検査が完了する。   In step S36, following the determination that the deviation Hd in step S32 is not within the allowable range, or the determination that the rough evaluation value Vr is not in the allowable range in step S34, the color inspection of the inspection target pattern Po. This flowchart is terminated on the assumption that it did not complete because it did not satisfy the criteria of any item. In this step S36, the color inspection process is terminated because there is a problem in the color inspection of the inspection target pattern Po of the semiconductor element 16 as the inspection target at the observation position. In this embodiment, when the color inspection process (flowchart in FIG. 10) is finished through step S36, the inspection target pattern Po of the semiconductor element 16 as the inspection target at the observation position is problematic. The analysis process for the semiconductor element 16 is terminated without performing the above inspection. At this time, the fact that there is a problem in any item is stored in combination with the semiconductor element 16 to be inspected. Thereby, the color inspection in the extraction pattern Pa (its image data) as the inspection target pattern Po of the semiconductor element 16 (inspection target) at the observation position is completed.

この後、画像処理部32では、解析処理における検査対象パターンPoの境界検査処理を行う。この境界検査処理では、上述した抽出パターンPa(その画像データ)における境界の位置および形状の是非を判断する。図12は、画像処理部32における検査対象パターンPoの境界検査処理の内容の一例を示すフローチャートである。図13は、区画領域Dnにおける境界座標方向Yと走査の様子とを示す説明図であり、(a)は区画領域D2での様子を示し、(b)は区画領域D5での様子を示している。図14は、区画領域D2を例にして抽出パターンPaの平均境界画像Ibを生成する様子を説明するために見本パターンPmの境界線(外郭)を境界座標方向Yの原点として示す説明図であり、(a)は抽出パターンPaの境界線(その画像データ)に見本パターンPmの境界線を重ねて模式的に示し、(b)は平均境界画像Ibを模式的に示している。図15は、見本パターンPmの境界線(外郭)を境界座標方向Yの原点として、平均境界画像Ibから生成した基準境界画像Bbを示す説明図である。図16は、基準境界画像Bb(その画像データ)と抽出パターンPa(その画像データ)との差分を求めて、欠陥候補Lcを抽出する様子を示す説明図である。なお、この図14から図16では、理解容易のために、抽出パターンPaの境界線(外郭)における境界座標方向Yへの凹凸を強調して示しており、実際の抽出パターンPaとは必ずしも一致するものではない。以下、この境界検査処理の際の画像処理部32における制御処理の一例である図12のフローチャートの各ステップについて、図13から図16を用いて説明する。   Thereafter, the image processing unit 32 performs a boundary inspection process for the inspection target pattern Po in the analysis process. In this boundary inspection process, it is determined whether or not the boundary position and shape in the extraction pattern Pa (image data) described above are correct. FIG. 12 is a flowchart illustrating an example of the content of the boundary inspection process of the inspection target pattern Po in the image processing unit 32. FIG. 13 is an explanatory diagram showing the boundary coordinate direction Y and the scanning state in the partitioned area Dn, where (a) shows the state in the partitioned area D2, and (b) shows the state in the partitioned area D5. Yes. FIG. 14 is an explanatory diagram showing the boundary line (outer contour) of the sample pattern Pm as the origin in the boundary coordinate direction Y in order to explain how the average boundary image Ib of the extraction pattern Pa is generated taking the partition region D2 as an example. (A) schematically shows the boundary line (its image data) of the extracted pattern Pa superimposed on the boundary line of the sample pattern Pm, and (b) schematically shows the average boundary image Ib. FIG. 15 is an explanatory diagram showing a reference boundary image Bb generated from the average boundary image Ib with the boundary line (outer contour) of the sample pattern Pm as the origin in the boundary coordinate direction Y. FIG. 16 is an explanatory diagram showing how the defect candidate Lc is extracted by obtaining the difference between the reference boundary image Bb (its image data) and the extraction pattern Pa (its image data). In FIGS. 14 to 16, for easy understanding, the unevenness in the boundary coordinate direction Y on the boundary line (outer) of the extracted pattern Pa is highlighted, and it does not necessarily match the actual extracted pattern Pa. Not what you want. Hereinafter, each step of the flowchart of FIG. 12 which is an example of the control process in the image processing unit 32 in the boundary inspection process will be described with reference to FIGS. 13 to 16.

ステップS41では、図6のフローチャートで生成した抽出パターンPaの各区画領域Dnにおける平均境界画像Ibを生成して、ステップS42へ進む。このステップS41では、抽出パターンPaの画像データにおいて、見本パターンPmで設定された区画領域Dn(図4参照)毎に平均境界画像Ibを生成する。この平均境界画像Ibとは、各区画領域Dnに対応する見本パターンPmでの境界線(外郭)に直交する方向を各区画領域Dnにおける境界座標方向Y(図13参照)として、抽出パターンPaの各区画領域Dnでの境界座標方向Yで見た境界線(外郭)の平均値を単位長の線分として画像化したものである。平均境界画像Ibの算出のために、本実施例では、図13に示すように、各区画領域Dnに対応する見本パターンPmでの境界線(外郭)に沿う方向での走査を、境界座標方向Yで見て当該境界線を中心とする所定の幅で行う。この走査では、抽出パターンPaをRGBの画像データとして取り扱い、それぞれの走査線上の各点での明るさを色毎(RGB)に取得する。そのすべての走査線毎に、各点での明るさを積算し、その積算値を取得した点数で除算することにより、各走査線における色毎(RGB)の明るさの平均値を算出することができる。ここで、抽出パターンPaの境界線(外郭)では、色の差異が生じるものであり、その色の差異は色毎(RGB)の明るさの差異で検出することができる。このため、各走査線における色毎(RGB)の明るさの平均値、すなわち境界座標方向Yで見た色毎(RGB)の明るさの平均値を画像として再現することで、平均境界画像Ib(図14(b)参照)を生成する。この図14に示す例では、(a)に示す区画領域D2の抽出パターンPaの境界線(外郭)を走査することにより、(b)に示すようにその平均境界画像Ibを生成している。   In step S41, an average boundary image Ib in each partitioned area Dn of the extraction pattern Pa generated in the flowchart of FIG. 6 is generated, and the process proceeds to step S42. In step S41, an average boundary image Ib is generated for each partition area Dn (see FIG. 4) set by the sample pattern Pm in the image data of the extraction pattern Pa. The average boundary image Ib is defined as a boundary coordinate direction Y (see FIG. 13) in each partition region Dn with a direction orthogonal to the boundary line (outer) in the sample pattern Pm corresponding to each partition region Dn. The average value of the boundary line (outline) seen in the boundary coordinate direction Y in each partition area Dn is imaged as a unit length line segment. In order to calculate the average boundary image Ib, in this embodiment, as shown in FIG. 13, the scanning in the direction along the boundary line (outer) in the sample pattern Pm corresponding to each partition region Dn is performed in the boundary coordinate direction. This is performed with a predetermined width centered on the boundary line as seen by Y. In this scanning, the extraction pattern Pa is handled as RGB image data, and the brightness at each point on each scanning line is acquired for each color (RGB). For each of the scanning lines, the brightness at each point is integrated, and the integrated value is divided by the obtained number of points to calculate the average value of the brightness for each color (RGB) on each scanning line. Can do. Here, there is a color difference at the boundary line (outside) of the extraction pattern Pa, and the color difference can be detected by a brightness difference for each color (RGB). For this reason, the average value of the brightness for each color (RGB) in each scanning line, that is, the average value of the brightness for each color (RGB) viewed in the boundary coordinate direction Y is reproduced as an image, thereby obtaining the average boundary image Ib. (See FIG. 14B). In the example shown in FIG. 14, the average boundary image Ib is generated as shown in (b) by scanning the boundary line (outside) of the extraction pattern Pa of the partitioned area D2 shown in (a).

ステップS42では、ステップS41での各区画領域Dnにおける平均境界画像Ibを生成に続き、平均境界画像Ibと見本パターンPmとの適合率Pcが許容範囲内であるか否かを判断し、Yesの場合はステップS43へ進み、Noの場合はステップS47へ進む。このステップS42では、平均境界画像Ibと見本パターンPmとの適合率Pcが、所定の値として設定した許容値Tpよりも大きければ(Pc>Tp)Yesと判断し、小さければNoと判断する。ステップS42は、境界検査において、抽出パターンPaを適合率Pcの観点で検査する検査項目となる。この許容値Tpは、適宜変更可能とされている。このため、見本パターンPmに対する平均境界画像Ibの差異を、検査対象(本実施例では半導体素子16)のパターン(検査対象パターンPo)におけるばらつきに応じて適宜設定することができる。   In step S42, following the generation of the average boundary image Ib in each partitioned region Dn in step S41, it is determined whether the matching rate Pc between the average boundary image Ib and the sample pattern Pm is within an allowable range, If yes, go to Step S43, if No, go to Step S47. In this step S42, if the matching rate Pc between the average boundary image Ib and the sample pattern Pm is larger than the allowable value Tp set as a predetermined value (Pc> Tp), it is determined as Yes, and if it is smaller, it is determined as No. Step S42 is an inspection item for inspecting the extracted pattern Pa from the viewpoint of the matching rate Pc in the boundary inspection. This allowable value Tp can be changed as appropriate. For this reason, the difference of the average boundary image Ib with respect to the sample pattern Pm can be appropriately set according to the variation in the pattern (inspection target pattern Po) of the inspection target (semiconductor element 16 in this embodiment).

ステップS43では、ステップS42での平均境界画像Ibと見本パターンPmとの適合率Pcが許容範囲内であるとの判断に続き、各区画領域Dnにおける基準境界画像Bbを生成して、ステップS44へ進む。このステップS43では、各区画領域Dnにおいて、抽出パターンPaにおける後述する欠陥候補Lcの抽出のために、当該抽出パターンPaとの比較の基準とする基準境界画像Bbを生成する。本実施例では、各区画領域Dnにおいて、生成した平均境界画像Ibを、区画領域Dnの長さ寸法に適合させてその長さ方向に拡張させることにより、基準境界画像Bbを生成する。この長さ方向とは、区画領域Dnにおける見本パターンPmの境界線が伸びる方向すなわち境界座標方向Yに直交する方向であり、ステップS41での走査方向となる。図15に示す例では、区画領域D2に対応する平均境界画像Ib(図14(b)参照)を、区画領域D2の長さ寸法に適合させて長さ方向に拡張して、区画領域D2における基準境界画像Bbを生成している。   In step S43, following the determination that the matching rate Pc between the average boundary image Ib and the sample pattern Pm in step S42 is within the allowable range, a reference boundary image Bb in each partition region Dn is generated, and the process proceeds to step S44. move on. In this step S43, in each divided area Dn, a reference boundary image Bb used as a reference for comparison with the extracted pattern Pa is generated for extracting a defect candidate Lc to be described later in the extracted pattern Pa. In the present embodiment, the reference boundary image Bb is generated by expanding the average boundary image Ib generated in each partition region Dn in the length direction so as to be adapted to the length dimension of the partition region Dn. This length direction is the direction in which the boundary line of the sample pattern Pm in the partition region Dn extends, that is, the direction orthogonal to the boundary coordinate direction Y, and is the scanning direction in step S41. In the example shown in FIG. 15, the average boundary image Ib (see FIG. 14B) corresponding to the partition area D2 is expanded in the length direction so as to match the length dimension of the partition area D2, and in the partition area D2. A reference boundary image Bb is generated.

ステップS44では、ステップS43での各区画領域Dnにおける基準境界画像Bbの生成に続き、欠陥候補Lcを抽出して、ステップS45へ進む。このステップS44では、各区画領域Dnにおける基準境界画像Bb(その画像データ)と、抽出パターンPa(その画像データ)と、の差分(図16に示す符号Gi参照)を求める(図15および図16参照)。その後、境界座標方向Yで見て、見本パターンPmにおける各区画領域Dnでの境界線(外郭)を基準として、許容値σを超える箇所が存在した場合、当該箇所を各区画領域Dnにおける欠陥候補Lc(図16参照)として抽出する。この欠陥候補Lcは、許容値σを示す線分と差分Giを示す線分とに囲まれた領域として取り扱う。図16に示す例では、抽出パターンPaの区画領域D2において、1つの欠陥候補Lcを抽出している。   In step S44, following the generation of the reference boundary image Bb in each partition area Dn in step S43, the defect candidate Lc is extracted, and the process proceeds to step S45. In this step S44, a difference (see reference numeral Gi shown in FIG. 16) between the reference boundary image Bb (its image data) and the extraction pattern Pa (its image data) in each partition area Dn is obtained (see FIGS. 15 and 16). reference). Thereafter, when there is a location exceeding the allowable value σ with reference to the boundary line (outline) in each partition area Dn in the sample pattern Pm when viewed in the boundary coordinate direction Y, the position is a defect candidate in each partition area Dn. Extracted as Lc (see FIG. 16). The defect candidate Lc is handled as a region surrounded by a line segment indicating the allowable value σ and a line segment indicating the difference Gi. In the example shown in FIG. 16, one defect candidate Lc is extracted in the partitioned area D2 of the extraction pattern Pa.

ステップS45では、ステップS44での各区画領域Dnにおける欠陥候補Lcの抽出に続き、その欠陥候補Lcが許容範囲内であるか否かを判断し、Yesの場合はステップS46へ進み、Noの場合はステップS47へ進む。このステップS45では、抽出した欠陥候補Lcが、設定サイズよりも小さいものであるか否かを判断することにより、欠陥として検出すべきものであるか否かを判断する。本実施例では、設定サイズとして、一方の方向で見た大きさ寸法(幅寸法)と、一方の方向に直交する他方の方向で見た大きさ寸法(長さ寸法)と、面積と、の事項が設定されている。このため、ステップS45では、欠陥候補Lcにおける幅寸法が設定サイズよりも小さく、かつ欠陥候補Lcにおける長さ寸法が設定サイズよりも小さく、しかも欠陥候補Lcにおける面積が設定サイズよりも小さいときに、Yesと判断し、それ以外であればNoと判断する。ステップS45は、境界検査において、抽出パターンPaを欠陥候補Lcの大きさの観点で検査する検査項目となる。この設定サイズ(幅寸法、長さ寸法および面積)は、適宜変更可能とされている。また、設定サイズにおける事項は、適宜設定すればよく、本実施例に限定されるものではない。このため、許容する欠陥候補Lcの大きさを、検査対象(本実施例では半導体素子16)のパターン(検査対象パターンPo)におけるばらつきに応じて適宜設定することができる。   In step S45, following the extraction of the defect candidate Lc in each partition area Dn in step S44, it is determined whether or not the defect candidate Lc is within the allowable range. If Yes, the process proceeds to step S46, and if No. Advances to step S47. In step S45, it is determined whether or not the extracted defect candidate Lc is to be detected as a defect by determining whether or not the extracted defect candidate Lc is smaller than the set size. In the present embodiment, as the set size, a size dimension (width dimension) viewed in one direction, a size dimension (length dimension) viewed in the other direction orthogonal to one direction, and an area, Matters are set. Therefore, in step S45, when the width dimension in the defect candidate Lc is smaller than the set size, the length dimension in the defect candidate Lc is smaller than the set size, and the area in the defect candidate Lc is smaller than the set size, It is determined as Yes, and otherwise determined as No. Step S45 is an inspection item for inspecting the extracted pattern Pa from the viewpoint of the size of the defect candidate Lc in the boundary inspection. This set size (width dimension, length dimension and area) can be changed as appropriate. Further, the items in the set size may be set as appropriate and are not limited to the present embodiment. For this reason, the size of the allowable defect candidate Lc can be appropriately set according to the variation in the pattern (inspection target pattern Po) of the inspection target (semiconductor element 16 in this embodiment).

ステップS46では、ステップS45での欠陥候補Lcが設定サイズよりも小さいとの判断に続き、検査対象パターンPoの境界検査はすべて完了するとともに各項目の基準を満たしたものとして、このフローチャートを終了する。このステップS46では、観察位置にある検査対象物としての半導体素子16の検査対象パターンPoの境界検査では問題がなかったものとして境界検査処理を終了する。このとき、境界検査では問題がなかった旨を、検査対象とした半導体素子16に組み合わせて記憶する。   In step S46, following the determination that the defect candidate Lc is smaller than the set size in step S45, all the boundary inspections of the inspection target pattern Po are completed, and the process is completed assuming that the criteria of each item are satisfied. . In this step S46, the boundary inspection process is terminated because there is no problem in the boundary inspection of the inspection target pattern Po of the semiconductor element 16 as the inspection target at the observation position. At this time, the fact that there was no problem in the boundary inspection is stored in combination with the semiconductor element 16 to be inspected.

ステップS47では、ステップS42での平均境界画像Ibと見本パターンPmとの適合率Pcが許容範囲内ではないとの判断、あるいは、ステップS45での欠陥候補Lcが許容範囲内ではないとの判断に続き、検査対象パターンPoの境界検査はいずれかの項目の基準を満たさなかったことから完了しなかったものとして、このフローチャートを終了する。このステップS47では、観察位置にある検査対象物としての半導体素子16の検査対象パターンPoの境界検査で問題があったものとして境界検査処理を終了する。このとき、いずれの項目で問題があった旨を、検査対象とした半導体素子16に組み合わせて記憶する。これにより、観察位置にある半導体素子16(検査対象物)の検査対象パターンPoとしての抽出パターンPa(その画像データ)における境界検査が完了する。   In step S47, it is determined that the matching rate Pc between the average boundary image Ib and the sample pattern Pm in step S42 is not within the allowable range, or that the defect candidate Lc in step S45 is not within the allowable range. Subsequently, it is assumed that the boundary inspection of the inspection target pattern Po has not been completed because the criterion of any item is not satisfied, and this flowchart is ended. In this step S47, the boundary inspection process is terminated assuming that there is a problem in the boundary inspection of the inspection target pattern Po of the semiconductor element 16 as the inspection target at the observation position. At this time, the fact that there is a problem in any item is stored in combination with the semiconductor element 16 to be inspected. Thereby, the boundary inspection in the extraction pattern Pa (its image data) as the inspection target pattern Po of the semiconductor element 16 (inspection target) at the observation position is completed.

上述したように、外観検査装置10では、作動保持機構13で吸着保持した検査対象としてのウェハ15に対してチップマップを作成し、そのチップマップに基づいて観察光学系による観察位置を決定し、その観察位置にある検査対象物(半導体素子16)に対して画像処理部32で解析処理を行って、当該検査対象物(半導体素子16)の良否の判断を行う。その画像処理部32での解析処理では、抽出処理(図6のフローチャート)において抽出パターンPa(その画像データ)を生成し、その抽出パターンPaに対して形状検査(図9のフローチャート)を実行し、そこで問題がなければ抽出パターンPaに対して色味検査(図10のフローチャート)を実行し、そこで問題がなければ抽出パターンPaに対して境界検査(図12のフローチャート)を実行し、そこで問題がなければ検査対象物(半導体素子16(その検査対象パターンPo))が良品であると判断する。また、画像処理部32の解析処理では、各検査(形状、色味および境界)の各項目において1つでも問題があると、検査対象物(半導体素子16(その検査対象パターンPo))が良品ではないと判断する。これにより、外観検査装置10では、作動保持機構13で吸着保持したウェハ15におけるすべての検査対象物(半導体素子16(その検査対象パターンPo))の検査を行うことができる。   As described above, the appearance inspection apparatus 10 creates a chip map for the wafer 15 to be inspected and held by the operation holding mechanism 13, and determines an observation position by the observation optical system based on the chip map. An analysis process is performed on the inspection object (semiconductor element 16) at the observation position by the image processing unit 32, and the quality of the inspection object (semiconductor element 16) is determined. In the analysis processing in the image processing unit 32, an extraction pattern Pa (image data thereof) is generated in the extraction processing (flowchart of FIG. 6), and a shape inspection (flowchart of FIG. 9) is executed on the extraction pattern Pa. If there is no problem, a color inspection (flowchart in FIG. 10) is performed on the extracted pattern Pa. If there is no problem, a boundary inspection (flowchart in FIG. 12) is performed on the extracted pattern Pa. If not, it is determined that the inspection target (semiconductor element 16 (its inspection target pattern Po)) is a non-defective product. Further, in the analysis processing of the image processing unit 32, if there is any problem in each item of each inspection (shape, color, and boundary), the inspection object (semiconductor element 16 (its inspection object pattern Po)) is a non-defective product. Judge that is not. As a result, the appearance inspection apparatus 10 can inspect all inspection objects (semiconductor elements 16 (its inspection object pattern Po)) on the wafer 15 sucked and held by the operation holding mechanism 13.

本発明に係る外観検査装置10では、画像処理部32での解析処理の検査対象パターンPoの境界検査処理において、図12に示すように、各区画領域Dnにおいて抽出パターンPa(その画像データ)から生成した平均境界画像Ibと見本パターンPmとの適合率Pcが許容範囲内であるか否かを判断する項目(ステップS42)と、欠陥候補Lcが許容範囲内であるか否かを判断する項目(ステップS45)と、を実行して完了するものであることから、区画領域Dn単位で見て大きなずれがなくかつ大きな凹凸(欠陥)がなければ境界検査で問題がないものと判断するので、見本パターンPmの境界線(外郭)とは異なる形状であったり、見本パターンPmとは異なる位置に境界線(外郭)が形成されていたり、見本パターンPmにはない凹凸(欠陥)が形成されていたりする場合であっても、良品と判断することができる。   In the appearance inspection apparatus 10 according to the present invention, in the boundary inspection process of the inspection target pattern Po of the analysis process in the image processing unit 32, as shown in FIG. 12, the extracted pattern Pa (its image data) is extracted from each partitioned area Dn. An item (step S42) for determining whether the matching rate Pc between the generated average boundary image Ib and the sample pattern Pm is within the allowable range, and an item for determining whether the defect candidate Lc is within the allowable range. (Step S45) is executed and is completed, and it is determined that there is no problem in the boundary inspection unless there is a large deviation and there is no large unevenness (defect) in the partitioned region Dn unit. The sample pattern Pm has a different shape from the boundary line (outer), or the boundary line (outer) is formed at a position different from the sample pattern Pm. Even if the have irregularities (defects) or are formed, it can be judged as a good product.

また、外観検査装置10では、境界検査処理において、各区画領域Dnの抽出パターンPa(その画像データ)から生成した平均境界画像Ibと見本パターンPmとの適合率Pcが許容範囲内であるか否かを判断する項目(ステップS42)と、欠陥候補Lcが許容範囲内であるか否かを判断する項目(ステップS45)と、を実行して完了するものであり、かつ各許容範囲を適宜設定することができることから、見本パターンPmに対する境界線(外郭)のずれにおける問題とする大きさや見本パターンPmにはない凹凸(欠陥)における問題とする大きさを適切に設定することができ、区画領域Dn単位で見て大きなずれがあったり大きな凹凸(欠陥)があったりすれば境界検査で問題があるものと判断するので、検査精度を確保することができる。   Further, in the appearance inspection apparatus 10, in the boundary inspection process, whether the matching rate Pc between the average boundary image Ib generated from the extracted pattern Pa (image data thereof) of each partition area Dn and the sample pattern Pm is within an allowable range. Are completed by executing the item for determining whether or not the defect candidate Lc is within the allowable range (step S45), and appropriately setting each allowable range. Therefore, it is possible to appropriately set the size of the problem in the deviation of the boundary line (outer) with respect to the sample pattern Pm and the size of the problem in the unevenness (defect) not in the sample pattern Pm. If there is a large deviation or a large unevenness (defect) when viewed in Dn units, it is judged that there is a problem in the boundary inspection. Can.

さらに、外観検査装置10では、画像処理部32での解析処理の際、検査対象物(半導体素子16)の検査対象パターンPoの抽出処理において、図6に示すように、抽出パターンPa(その画像データ)の生成のために検索領域Ar内の各画素のうち見本パターンPmにおける色重心に近い画素を抽出する(ステップS2)とともに、その検索領域Arを見本パターンPmを含みつつ当該見本パターンPmよりも大きな領域に設定していることから、検査対象物(半導体素子16)の検査対象パターンPoが見本パターンPmからはみ出す形状であっても、各検査(形状、色味および境界)の対象とすることができる。   Furthermore, in the appearance inspection apparatus 10, in the analysis processing in the image processing unit 32, in the extraction processing of the inspection target pattern Po of the inspection target (semiconductor element 16), as shown in FIG. In order to generate (data), a pixel close to the color centroid in the sample pattern Pm is extracted from each pixel in the search area Ar (step S2), and the search area Ar includes the sample pattern Pm and includes the sample pattern Pm. Since the inspection object pattern Po of the inspection object (semiconductor element 16) has a shape that protrudes from the sample pattern Pm, the inspection object (semiconductor element 16) is a target for each inspection (shape, color, and boundary). be able to.

外観検査装置10では、検索領域Arにおける膨張量すなわち検索領域Arの大きさ寸法が適宜変更可能とされていることから、各検査(形状、色味および境界)の対象とする範囲を適切に設定することができるので、検査精度を確保することができる。   In the appearance inspection apparatus 10, since the amount of expansion in the search area Ar, that is, the size of the search area Ar can be changed as appropriate, the range to be subjected to each inspection (shape, color and boundary) is appropriately set. Therefore, inspection accuracy can be ensured.

外観検査装置10では、画像処理部32での解析処理の際、検査対象物(半導体素子16)の検査対象パターンPoの抽出処理において、図6に示すように、色抽出した画素群(それらによる画像データ)に当てはめた確定領域Afの内方に、当該確定領域Afに相当する箇所の見本パターンPmとしての画像データを適用して抽出パターンPaを生成する(ステップS4)とともに、その確定領域Afにおける収縮量すなわち確定領域Afの大きさ寸法が適宜変更可能とされていることから、中抜け箇所E(図3および図7参照)を穴埋めした抽出パターンPa(図8参照)を生成することができ、各検査(形状、色味および境界)に必要な検査対象パターンPoの外形形状のみを表す抽出パターンPaを生成することができる。このため、より簡易にかつ適切に各検査(形状、色味および境界)を行うことができる。   In the appearance inspection apparatus 10, during the analysis processing in the image processing unit 32, in the extraction processing of the inspection target pattern Po of the inspection target (semiconductor element 16), as shown in FIG. The extracted pattern Pa is generated by applying the image data as the sample pattern Pm corresponding to the confirmed area Af to the inside of the confirmed area Af applied to the image data) (step S4), and the confirmed area Af Since the amount of contraction, that is, the size of the defined region Af can be changed as appropriate, an extraction pattern Pa (see FIG. 8) in which the hollow portion E (see FIGS. 3 and 7) is filled is generated. The extraction pattern Pa representing only the outer shape of the inspection target pattern Po required for each inspection (shape, color and boundary) can be generated. For this reason, each test | inspection (a shape, a color taste, and a boundary) can be performed more simply and appropriately.

外観検査装置10では、画像処理部32での解析処理の検査対象パターンPoの形状検査処理において、図9に示すように、総面積Saが許容範囲内であるか否かを判断する項目(ステップS12)と、周囲長Laが許容範囲内であるか否かを判断する項目(ステップS14)と、縦寸法Mlaが許容範囲内であるか否かを判断する項目(ステップS16)と、横寸法Mwaが許容範囲内であるか否かを判断する項目(ステップS18)と、相関値Cが許容範囲内であるか否かを判断する項目(ステップS20)と、を実行して完了するものであって、かつ各許容範囲を適宜設定することができることから、ある程度似ていれば問題がないものと判断するので、見本パターンPmとは異なる形状であったり、見本パターンPmとは異なる大きさであったり、見本パターンPmとは異なる位置に形成されていたり、見本パターンPmにはない凹凸(欠陥)が形成されていたりする場合であっても、良品と判断することができるとともに、検査精度を確保することができる。   In the appearance inspection apparatus 10, in the shape inspection process of the inspection target pattern Po of the analysis process in the image processing unit 32, as shown in FIG. 9, an item for determining whether or not the total area Sa is within the allowable range (step) S12), an item for determining whether or not the peripheral length La is within the allowable range (step S14), an item for determining whether or not the vertical dimension Mla is within the allowable range (step S16), and a horizontal dimension An item for determining whether or not Mwa is within the allowable range (step S18) and an item for determining whether or not the correlation value C is within the allowable range (step S20) are executed and completed. In addition, since each allowable range can be set as appropriate, it is determined that there is no problem if they are similar to some extent. Therefore, the shape may be different from the sample pattern Pm or may be different from the sample pattern Pm. Even if it is formed at a position different from the sample pattern Pm or has irregularities (defects) that are not in the sample pattern Pm, it can be determined as non-defective and the inspection accuracy is high. Can be secured.

外観検査装置10では、画像処理部32での解析処理の検査対象パターンPoの色味検査処理において、図10に示すように、抽出パターンPaの輝度のヒストグラムの偏差Hdが許容範囲内であるか否かを判断する項目(ステップS32)と、荒れ評価値Vrが許容範囲内であるか否かを判断する項目(ステップS34)と、を実行して完了するものであって、各許容範囲を適宜設定することができることから、全体としての色味がある程度似ていて極端に色が変化する箇所がなければ問題がないものと判断するので、見本パターンPmとは異なる色であったり、見本パターンPmとは異なる配色であったりする場合であっても、良品と判断することができるとともに、検査精度を確保することができる。   In the appearance inspection apparatus 10, in the color inspection process of the inspection target pattern Po of the analysis process in the image processing unit 32, as shown in FIG. 10, is the deviation Hd of the luminance histogram of the extracted pattern Pa within an allowable range? An item for determining whether or not (step S32) and an item for determining whether or not the rough evaluation value Vr is within the allowable range (step S34). Since it can be set as appropriate, it is judged that there is no problem unless there is a portion where the overall color tone is similar to some extent and the color changes extremely. Therefore, the color may be different from the sample pattern Pm. Even if the color scheme is different from Pm, it can be determined as a non-defective product and the inspection accuracy can be ensured.

外観検査装置10では、画像処理部32での解析処理の検査対象パターンPoの色味検査処理において、荒れ評価値Vrが許容範囲内であるか否かを判断する項目(ステップS34)を有していることから、全体としての抽出パターンPaの輝度のヒストグラムの偏差Hdが許容範囲内であっても極端に色が変化する箇所が存在するものを色味検査で問題があるものと判断するので、検査精度を確保することができる。これは、例えば、全体としての抽出パターンPaの輝度のヒストグラムの偏差Hdが許容範囲内であっても、図17(a)に示すように、抽出パターンPa(検査対象パターンPo)がグラデーション状である場合には性能上問題がないが、図17(b)に示すように、抽出パターンPa(検査対象パターンPo)が斑状である場合には性能上問題があることから、後者のような抽出パターンPa(検査対象パターンPo)のみを問題があるものと判断する必要があることによる。   The appearance inspection apparatus 10 includes an item (step S34) for determining whether or not the rough evaluation value Vr is within an allowable range in the color inspection process of the inspection target pattern Po of the analysis process in the image processing unit 32. Therefore, even if the deviation Hd of the histogram of the luminance of the extracted pattern Pa as a whole is within the allowable range, it is judged that there is a problem in the color inspection if there is a portion where the color changes extremely. Inspection accuracy can be ensured. For example, as shown in FIG. 17A, the extracted pattern Pa (inspection target pattern Po) is in a gradation shape even when the deviation Hd of the luminance histogram of the extracted pattern Pa as a whole is within the allowable range. In some cases, there is no performance problem, but as shown in FIG. 17B, when the extraction pattern Pa (inspection target pattern Po) is patchy, there is a performance problem. This is because it is necessary to determine that only the pattern Pa (inspection target pattern Po) has a problem.

したがって、本発明に係る外観検査装置10では、性能上問題とはならない範囲において、形成される位置や色むら等が異なるとともに、その異なり方に一定の傾向が見られない(ばらつきがある)検査対象パターンPoに対しても、検査精度を確保することができる。   Therefore, in the appearance inspection apparatus 10 according to the present invention, in the range where there is no problem in performance, the formed position and the color unevenness are different, and the difference is not observed in a certain tendency (there is variation). Inspection accuracy can be secured even for the target pattern Po.

なお、上記した実施例(変形例を含む)では、本発明に係る外観検査装置の一例としての外観検査装置10について説明したが、検査対象物の検査対象パターンの画像を取得する観察機構と、該観察機構で取得した画像データを予め用意した見本パターンを用いて解析し前記検査対象物の良否を判断する画像処理部と、を備える外観検査装置であって、前記画像処理部は、解析処理として、前記見本パターンの境界線に沿う複数の区画領域毎に、前記見本パターンでの境界線に直交する境界座標方向で見た前記検査対象パターンの境界線の平均値である平均境界画像を生成し、該平均境界画像と前記見本パターンとの適合率が許容範囲内であるか否かを判断する項目と、前記平均境界画像から生成した基準境界画像と前記検査対象パターンとの差分を求めることで欠陥候補を抽出し、該欠陥候補が許容範囲内であるか否かを判断する項目と、を実行する前記検査対象パターンの境界検査処理を行う外観検査装置であればよく、上記した実施例に限定されるものではない。   In the above-described embodiments (including modifications), the appearance inspection apparatus 10 as an example of the appearance inspection apparatus according to the present invention has been described, but an observation mechanism that acquires an image of an inspection target pattern of an inspection target; An image inspection unit comprising: an image processing unit that analyzes image data acquired by the observation mechanism using a sample pattern prepared in advance and determines the quality of the inspection object, wherein the image processing unit For each of a plurality of partition areas along the boundary line of the sample pattern, an average boundary image that is an average value of the boundary line of the inspection target pattern viewed in the boundary coordinate direction orthogonal to the boundary line of the sample pattern is generated. And an item for determining whether or not the matching ratio between the average boundary image and the sample pattern is within an allowable range, a reference boundary image generated from the average boundary image, and the inspection target pattern. It is only necessary to extract a defect candidate by obtaining a difference, and determine whether or not the defect candidate is within an allowable range, and an appearance inspection apparatus that performs a boundary inspection process of the inspection target pattern. The present invention is not limited to the above-described embodiments.

また、上記した実施例では、境界検査処理(図12のフローチャート)において、平均境界画像Ibを生成する際(ステップS41)、見本パターンPmでの境界線(外郭)に沿う方向で走査を行っていたが、境界座標方向Yで見た色毎(RGB)の明るさの平均値から平均境界画像Ibを生成することを可能とするものであれば、例えば、境界座標方向Yで走査を行うとともにその捜査範囲を各区画領域Dnにおける見本パターンPmでの境界線(外郭)の長さ寸法に合致させてもよく、上記した実施例に限定されるものではない。   In the above-described embodiment, when the average boundary image Ib is generated (step S41) in the boundary inspection process (flowchart in FIG. 12), the scanning is performed in the direction along the boundary line (outline) in the sample pattern Pm. However, if it is possible to generate the average boundary image Ib from the average value of the brightness of each color (RGB) viewed in the boundary coordinate direction Y, for example, scanning is performed in the boundary coordinate direction Y. The search range may be matched with the length dimension of the boundary line (outer) in the sample pattern Pm in each partition area Dn, and is not limited to the above-described embodiment.

さらに、上記した実施例では、抽出パターンPa(その画像データ)を生成した後、その抽出パターンPaに対して形状検査(図9のフローチャート)を実行し、そこで問題がなければ抽出パターンPaに対して色味検査(図10のフローチャート)を実行し、そこで問題がなければ抽出パターンPaに対して境界検査(図12のフローチャート)を実行するものとされていたが、各検査(形状、色味および境界)を実行する順番は適宜設定すればよく、上記した実施例に限定されるものではない。   Furthermore, in the above-described embodiment, after the extraction pattern Pa (its image data) is generated, shape inspection (the flowchart of FIG. 9) is performed on the extraction pattern Pa. The color inspection (flowchart in FIG. 10) is executed, and if there is no problem, the boundary inspection (flowchart in FIG. 12) is executed on the extracted pattern Pa. And the order of executing the boundary) may be set as appropriate, and is not limited to the above-described embodiments.

上記した実施例では、形状検査(図9のフローチャート)の際、総面積Saが許容範囲内であるか否かを判断する項目(ステップS12)を行い、その後周囲長Laが許容範囲内であるか否かを判断する項目(ステップS14)を行い、その後縦寸法Mlaが許容範囲内であるか否かを判断する項目(ステップS16)を行い、その後横寸法Mwaが許容範囲内であるか否かを判断する項目(ステップS18)を行い、その後相関値Cが許容範囲内であるか否かを判断する項目(ステップS20)を行うものとされていたが、各項目を実行する順番は適宜設定すればよく、上記した実施例に限定されるものではない。   In the above-described embodiment, the item (step S12) for determining whether or not the total area Sa is within the allowable range is performed during the shape inspection (the flowchart of FIG. 9), and the peripheral length La is within the allowable range thereafter. Whether or not the vertical dimension Mla is within the permissible range (step S16), and then the horizontal dimension Mwa is within the permissible range (step S16). The item (step S18) is determined, and then the item (step S20) is determined to determine whether or not the correlation value C is within the allowable range. What is necessary is just to set and it is not limited to the above-mentioned Example.

上記した実施例では、色味検査(図10のフローチャート)の際、抽出パターンPaの輝度のヒストグラムの偏差Hdが許容範囲内であるか否かを判断する項目(ステップS32)を行い、その後荒れ評価値Vrが許容範囲内であるか否かを判断する項目(ステップS34)を行うものとされていたが、各項目を実行する順番は適宜設定すればよく、上記した実施例に限定されるものではない。   In the above-described embodiment, the item (step S32) for determining whether or not the deviation Hd of the luminance histogram of the extracted pattern Pa is within the allowable range at the time of the color inspection (flowchart in FIG. 10) is performed and then roughened. Although the item for determining whether or not the evaluation value Vr is within the allowable range (step S34) is performed, the order in which each item is executed may be set as appropriate, and is limited to the above-described embodiment. It is not a thing.

上記した実施例では、境界検査(図12のフローチャート)の際、各区画領域Dnにおいて抽出パターンPa(その画像データ)から生成した平均境界画像Ibと見本パターンPmとの適合率Pcが許容範囲内であるか否かを判断する項目(ステップS42)を行い、その後欠陥候補Lcが許容範囲内であるか否かを判断する項目(ステップS45)を行うものとされていたが、各項目を実行する順番は適宜設定すればよく、上記した実施例に限定されるものではない。   In the above-described embodiment, the matching rate Pc between the average boundary image Ib generated from the extracted pattern Pa (its image data) and the sample pattern Pm is within the allowable range in each partition area Dn during the boundary inspection (flowchart in FIG. 12). The item (step S42) for determining whether or not the defect candidate Lc is within the allowable range is performed, and then the item (step S45) for determining whether or not the defect candidate Lc is within the allowable range is performed. The order to be performed may be set as appropriate, and is not limited to the above-described embodiment.

以上、本発明の外観検査装置を実施例に基づき説明してきたが、具体的な構成については実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。   As described above, the appearance inspection apparatus according to the present invention has been described based on the embodiments. However, the specific configuration is not limited to the embodiments, and design changes and additions are allowed without departing from the gist of the present invention. Is done.

10 外観検査装置
11 観察機構
16 (検査対象物の一例としての)半導体素子
32 画像処理部
Af 確定領域
Ar 検索領域
Bb 基準境界画像
C 相関値
Dn 区画領域
Hd (抽出パターンの輝度のヒストグラムの)偏差
Ib 平均境界画像
La 周囲長
Lc 欠陥候補
Lm 周囲長
Mla 縦寸法
Mwa 横寸法
Pa 抽出パターン
Pc 適合率
Pm 見本パターン
Po 検査対象パターン
Sa 総面積
Vr 荒れ評価値
Y 境界座標方向
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Appearance inspection apparatus 11 Observation mechanism 16 Semiconductor element (As an example of inspection object) 32 Image processing part Af Determining area Ar Search area Bb Reference | standard boundary image C Correlation value Dn Partition area Hd (Difference of the brightness | luminance histogram of an extraction pattern) Ib Average boundary image La Perimeter length Lc Defect candidate Lm Perimeter length Mla Vertical dimension Mwa Horizontal dimension Pa Extraction pattern Pc Matching rate Pm Sample pattern Po Inspection pattern Sa Total area Vr Roughness evaluation value Y Boundary coordinate direction

Claims (4)

検査対象物の検査対象パターンの画像を取得する観察機構と、該観察機構で取得した画像データを予め用意した見本パターンを用いて解析し前記検査対象物の良否を判断する画像処理部と、を備える外観検査装置であって、
前記画像処理部は、解析処理として、
前記見本パターンの境界線に沿う複数の区画領域毎に、前記見本パターンでの境界線に直交する境界座標方向で見た前記検査対象パターンの境界線の平均値である平均境界画像を生成し、該平均境界画像と前記見本パターンとの適合率が許容範囲内であるか否かを判断する項目と、
前記平均境界画像から生成した基準境界画像と前記検査対象パターンとの差分を求めることで欠陥候補を抽出し、該欠陥候補が許容範囲内であるか否かを判断する項目と、
を実行する前記検査対象パターンの境界検査処理を行うことを特徴とする外観検査装置。
An observation mechanism that acquires an image of an inspection target pattern of the inspection target, and an image processing unit that analyzes image data acquired by the observation mechanism using a sample pattern prepared in advance and determines whether the inspection target is good or bad. A visual inspection device comprising:
The image processing unit, as analysis processing,
For each of a plurality of partition regions along the boundary line of the sample pattern, generate an average boundary image that is an average value of the boundary line of the inspection target pattern viewed in a boundary coordinate direction orthogonal to the boundary line of the sample pattern; An item for determining whether the matching ratio between the average boundary image and the sample pattern is within an allowable range;
An item for extracting a defect candidate by obtaining a difference between the reference boundary image generated from the average boundary image and the inspection target pattern, and determining whether the defect candidate is within an allowable range;
A visual inspection apparatus that performs a boundary inspection process on the inspection target pattern.
前記画像処理部は、前記見本パターンを含みつつ該見本パターンよりも大きな領域に設定した検索領域内の各画素のうち、前記見本パターンの色重心に近い画素を抽出し、その色抽出した画素群に前記見本パターンの内方において該見本パターンよりも小さな領域として設定した確定領域を当てはめ、該確定領域の内方に該確定領域に相当する箇所の前記見本パターンとしての画像データを適用して抽出パターンを生成し、該抽出パターンを前記検査対象パターンの解析処理に用いることを特徴とする請求項1に記載の外観検査装置。   The image processing unit extracts pixels close to the color centroid of the sample pattern from among the pixels in the search region set to a region larger than the sample pattern while including the sample pattern, and the pixel group from which the color is extracted The fixed area set as an area smaller than the sample pattern is applied to the inside of the sample pattern, and the image data as the sample pattern at the position corresponding to the fixed area is applied to the inside of the fixed area and extracted. The appearance inspection apparatus according to claim 1, wherein a pattern is generated and the extracted pattern is used for an analysis process of the inspection target pattern. 前記画像処理部は、解析処理として、
前記抽出パターンの総面積が許容範囲内であるか否かを判断する項目と、
前記抽出パターンの周囲長が許容範囲内であるか否かを判断する項目と、
前記抽出パターンの縦寸法が許容範囲内であるか否かを判断する項目と、
前記抽出パターンの横寸法が許容範囲内であるか否かを判断する項目と、
前記抽出パターンと前記見本パターンとの異なる度合いを示す相関値が許容範囲内であるか否かを判断する項目と、
を実行する前記検査対象パターンの形状検査処理を行うことを特徴とする請求項2に記載の外観検査装置。
The image processing unit, as analysis processing,
An item for determining whether the total area of the extraction pattern is within an allowable range;
An item for determining whether the perimeter of the extraction pattern is within an allowable range;
An item for determining whether the vertical dimension of the extraction pattern is within an allowable range;
An item for determining whether or not a lateral dimension of the extraction pattern is within an allowable range;
An item for determining whether or not a correlation value indicating a degree of difference between the extracted pattern and the sample pattern is within an allowable range;
The appearance inspection apparatus according to claim 2, wherein a shape inspection process of the inspection target pattern is performed.
前記画像処理部は、解析処理として、
前記抽出パターンの輝度のヒストグラムの偏差が許容範囲内であるか否かを判断する項目と、
前記抽出パターンの画像データを微分処理し、その微分値の総和を該抽出パターンの画素数で除算することにより算出した荒れ評価値が許容範囲内であるか否かを判断する項目と、
を実行する前記検査対象パターンの色味検査処理を行うことを特徴とする請求項2または請求項3に記載の外観検査装置。
The image processing unit, as analysis processing,
An item for determining whether or not the deviation of the luminance histogram of the extracted pattern is within an allowable range;
Items for determining whether or not the rough evaluation value calculated by differentiating the image data of the extracted pattern and dividing the sum of the differential values by the number of pixels of the extracted pattern is within an allowable range;
The appearance inspection apparatus according to claim 2, wherein a color inspection process of the inspection target pattern is performed.
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